使用自适应光学扫描光 ophthalmoscopy 表征活体人视网膜中白细胞爬行

Characterization of Leukocyte Crawling in the Living Human Retina Using Adaptive Optics Scanning Light Ophthalmoscopy

作者信息Lily A Greenberg, Luis Muncharaz Duran, Aaron Brown, Alexander Barash, Deep Parikh, Meenakashi Gupta, Jordan Bellis, Jeffrey A Glassberg, Richard B Rosen, Toco Y P Chui
PMID42747259
发布时间2026-09-01
DOI10.1167/iovs.67.11.30

实验完整度

对23名健康志愿者和3名患者进行在体视网膜成像,手动追踪白细胞爬行事件,但缺乏功能或机制验证。

主要模型

23名健康志愿者 3名全身性疾病患者(糖尿病、镰状细胞病、梅毒) 人视网膜微血管

重点核对

健康志愿者年龄范围20-75岁,平均38.0±18.2岁,10男13女 每个ROI连续采集6秒AOSLO视频,持续5分钟,平均每个ROI约26次采集 共分析231个白细胞爬行事件(排除1个毛细血管事件) 根据血流方向将爬行模式分为顺行、逆行、折返和横穿 使用TrackMate手动追踪,通过Bennett-Littmann公式换算距离

摘要

目的:直接可视化视网膜微血管内的白细胞对于研究局部免疫反应至关重要。本研究使用自适应光学扫描光 ophthalmoscopy (AOSLO) 表征健康志愿者和三名全身性疾病患者视网膜血管中的白细胞爬行动力学。方法:使用商用 AOSLO 设备对 23 名健康志愿者(年龄范围 20-75 岁)和三名全身性疾病患者(糖尿病、镰状细胞病和梅毒)进行成像。在颞侧视网膜的两个至四个预先确定的感兴趣区域,连续采集 5 分钟的相差 AOSLO 图像。在 5 分钟延时视频中手动追踪白细胞爬行事件;评估血管类型、管腔直径、速度和模式。结果:在健康志愿者中总共识别出 232 个管腔内白细胞爬行事件。爬行事件在微静脉(89.66%)中比在小动脉(9.92%)中更常见。伴有白细胞爬行的管腔直径范围为 10.2 至 67.8 µm;平均 ± SD 爬行速度为 0.3 ± 0.1 µm/s。根据血流方向确定了四种不同的爬行模式:顺行、逆行、折返和横穿。微静脉与小动脉之间(P = 0.67)或不同爬行模式之间(P = 0.197)的爬行速度无显著差异。除爬行外,在全身性疾病患者中还观察到各种白细胞动力学,包括粘附、反向跨内皮迁移和血管外细胞运动。结论:本研究证明了利用 AOSLO 无创可视化活体人眼中白细胞爬行的可行性。在其自然环境中表征白细胞动力学的能力为局部视网膜免疫状态提供了宝贵的见解。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
能否利用AOSLO无创可视化活体人视网膜中的白细胞爬行,并表征其动力学特征?
核心机制
文中未明确说明
主要证据
在健康志愿者中识别出231个白细胞爬行事件,主要位于微静脉(89.66%),平均速度0.3±0.1 µm/s,四种爬行模式;在患者中观察到粘附、反向跨内皮迁移和血管外细胞运动。
研究意义
证明AOSLO可无创、无标记地可视化活体人眼白细胞爬行,为研究局部视网膜免疫状态和将白细胞作为疾病进展与治疗反应的定量生物标志物提供了潜力。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

参与者招募与成像准备

建立健康志愿者和全身性疾病患者的队列,并进行瞳孔扩张以进行AOSLO成像。

招募23名健康志愿者和3名全身性疾病患者,进行眼底照相、OCT-A和AOSLO成像。

2

AOSLO图像采集

获取视网膜微血管的高分辨率图像,以可视化白细胞。

使用商用AOSLO设备在颞侧视网膜的2-4个ROI采集连续6秒视频,持续5分钟。

3

图像配准与视频生成

对齐图像以追踪白细胞运动并生成用于分析的视频。

使用ImageJ插件对共焦、相差和灌注图像进行配准,生成5分钟延时相差视频。

4

白细胞爬行事件识别与追踪

手动识别和追踪白细胞爬行事件,并测量相关参数。

两名评分者重复审查5分钟延时视频,手动追踪爬行事件,测量速度、血管类型、爬行模式和管腔直径。

5

白细胞动力学观察

在全身性疾病患者中观察额外的白细胞动力学。

在糖尿病、镰状细胞病和梅毒患者中观察白细胞粘附、反向跨内皮迁移和血管外细胞运动。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DRI OCT Triton PlusTopcon--
Avanti RTVue-XROptovue--
MONA IVRobotrak Technologies--
MonaPro V1.00.04.251030Robotrak Technologies--
IOL MasterCarl Zeiss Meditech--
Register Virtual Stack Slices插件ImageJ--
BioVoxxel工具箱----
SPSS 24.0版IBM Corporation--
托吡卡胺0.5%至1%----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
参与者与成像
健康志愿者年龄范围20-75岁,患者疾病类型;瞳孔扩张至至少5 mm;排除标准
阅读提示:Methods中的Participants小节
AOSLO图像采集
成像参数:波长840 nm,功率640 µW,视场2.4°×2.4°,帧率约14 Hz,采集时间5分钟
阅读提示:Methods中的Fundus, OCT-A, AOSLO, and Axial Length Instruments小节
图像配准与视频生成
配准方法:使用ImageJ插件,基于共焦图像,必要时使用灌注图像
阅读提示:Methods中的Registering Confocal, Phase-Contrast, and Perfusion Images Across 5 Minutes小节
白细胞爬行追踪
手动追踪使用TrackMate插件;两名评分者;速度计算基于距离/时间
阅读提示:Methods中的Identifying and Tracking of Leukocyte Crawling Over 5 Minutes小节
管腔直径测量
使用ImageJ插件,基于相差图像,通过强度峰值识别血管壁
阅读提示:Methods中的Lumen Diameter Measurement小节