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Aplicações clínicas para óptica adaptativa na geração de imagens da retina emergente
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Nos próximos anos os médicos deverão ter à sua disposição uma variedade de configurações de óptica adaptativa que permitirão a detecção precoce de doenças da retina, o que poderá eventualmente levar a intervenção precoce e a melhores resultados.
A óptica adaptativa (AO) permite a observação de mudanças sutis na retina, mais do que poderia ser visto com a geração de imagens convencional, de acordo com o David R. Williams, PhD, diretor do Centro de ciências visuais da Universidade de Rochester, Nova Iorque.
“É possível ver as perdas de fotorreceptores individuais na retina. Desta forma, você pode rastrear o progresso da doença retiniana ou a eficácia da terapia de modo muito mais eficaz e em escalas de tempo menores”, disse Williams.
Correção de aberrações
Em 1997, Williams foi o primeiro a demonstrar técnicas de AO para correção de aberrações de ordem mais alta; em 2012, William foi reconhecido com o prêmio Champalimaud Vision Research por seu trabalho pioneiro em AO e por uma carreira de contribuições para este campo.
“Suas técnicas neutralizam as muitas aberrações complexas que distorcem os raios de luz transitando as estruturas oculares no trajeto de iluminar a retina e de volta, para o equipamento fazendo o registro da aparência da mesma”, declarou o Dr. Alfred Sommer, MHS, da Champalimaud Foundation a respeito de Williams durante a conferência de premiação da Association for Research and Vision in Ophthalmology Champalimaud de 2013.
Segundo Williams, uma das principais limitações no desenvolvimento de terapias oculares é a insensibilidade das medições da função retiniana.
“A acuidade visual, por exemplo, é notadamente ruim na detecção da progressão de doenças como o glaucoma”, declarou. “No glaucoma, é possível ter acuidade visual normal, mas devastação da retina”.
Williams, mencionando um paciente com acuidade visual normal mas com 30% de perda de fotorreceptores, disse que “a medição clínica convencional do desempenho visual não mostraria nada, mas com a AO é possível ver que este paciente perdeu um grande número de fotorreceptores”.
Imagem: Nale P, OSN
De acordo com Williams, nos próximos anos estarão disponíveis comercialmente instrumentos de AO melhores.
Geração de imagens combinada
“Uma das melhores características da AO é que ela é compatível com quase qualquer outra modalidade”, afirmou Williams. “Por exemplo, a Canon está fabricando um sistema de AO que vem equipado com geração de imagens confocais: um oftalmoscópio de laser de varredura. Há anos, graças ao trabalho do Dr. Austin Roorda, PhD, na Universidade de Houston, temos utilizado esta combinação de tecnologias no laboratório para um melhor desempenho geral”.
Da mesma forma, dispositivos em desenvolvimento que combinam a AO com a tomografia de coerência óptica (OCT) proporcional uma resolução axial que é “comparável aos melhores sistemas de OCT com os benefícios adicionais de resolução transversa da AO”, disse Williams. Enquanto a OCT possa obter resolução na ordem de 3 µm de profundidade axialmente na retina, a AO toma as outras dimensões espaciais (‘x’ e ‘y’) em uma resolução de 2 µm em ambas, declarou Williams.
“Como o Donald T. Miller, PhD, da Universidade de Indiana, e outros têm demonstrado, ao combinar a AO com a OCT temos uma resolução de 3 µm ou menos em todas as três dimensões espaciais da retina, desta forma permitindo a reconstrução volumétrica da mesma em escala microscópica”, afirmou Williams.
O Dr. Stephen A. Burns, PhD, também da Universidade de Indiana, tem demonstrado os benefícios de combinar a AO com imagens de campo escuro, segundo Williams.
“Isso, por exemplo, oferecerá maneiras melhores de visualizar o fluxo sanguíneo”, disse ele.
Williams e sua colega, a Jennifer J. Hunter, PhD, estão desenvolvendo a geração de imagens de fluorescência, tanto de fóton único como duplo, combinada à AO.
“Estamos no meio de uma revolução em nossa capacidade de monitorar a atividade em células únicas usando marcadores fluorescentes”, afirmou ele. “Em última análise, seremos capazes de inserir estas sondas fluorescentes em qualquer célula da retina que desejarmos. Usando estes fluoróforos, seremos capazes de monitorar a sanidade e a atividade de caminhos bioquímicos específicos nestas células”.
A geração de imagens com dois fótons, que permite o exame do comportamento de moléculas que fluoresçam na região espectral ultravioleta, é inacessível com a geração normal de imagens por fluorescência ou com a geração normal de imagens retinianas de qualquer tipo, segundo Williams.
“Isso abre toda uma nova gama de compostos oculares que podemos monitorar”, disse.
Williams afirma que de todas as tecnologias de geração de imagem em desenvolvimento, ele está mais animado com a geração de imagens por fluorescência, já que ela permite o estudo tanto da estrutura como da função em olhos doentes.
“Entretanto, isso vai demorar um pouco. Ainda não temos a aprovação para usar estes fluoróforos no olho humano”, disse ele.
A engenharia genética é apenas um método para introduzir compostos fluorescentes nas células. Williams declarou que ele e seu colega William H. Merigan, PhD, estão presentemente usando técnicas de fluorescência para monitorar a atividade elétrica de células em primatas não-humanos.
“Isso nos oferece a oportunidade de identificar quais partes da retina estão saudáveis e quais partes não estão”, afirmou Williams. “Penso que eventualmente descobriremos como fazer isso de forma segura em humanos”.
O desafio de engenharia para os fabricantes é garantir que todos estes sistemas de AO sejam operações completas para facilitar o uso pelo médico. Williams acredita que os pacientes adotarão esta nova tecnologia.
“Hoje é necessária uma sessão longa para obter um bom conjunto de imagens, mas acredito que encontraremos maneiras de encurtar esse tempo”, declarou ele. – por Bob Kronemyer
- Referências:
- 2013 ARVO/Champalimaud Award Lecture [video]. http://www.prolibraries.com/player/?embed=62da8ad6ce5c97c558c55ff0b2430238#
- Williams DR. Vision Res. 2011;doi:10.1016/j.visres.2011.05.002.
- O David R. Williams, PhD, pode ser encontrada em 317 Lattimore Hall, University of Rochester, Rochester, NY 14627, EUA; +1-585-276-6070; email: david@cvs.rochester.edu.
Divulgação de informações: Williams tem sido financeiramente compensado como consultor e/ou pesquisador pela Canon, pela Polgenix, pela Pfizer e pela Welch Allyn.