Großflächige Abbildung kornealer Nervenfasern durch geführte Augenbewegungen

Zusammenfassung

Hintergrund: Die hohe Auflösung der konfokalen Laser-Scanning-Mikroskopie (CCM) ermöglicht die Abbildung des kornealen subbasalen Nervenplexus (SNP) in vivo. Aufgrund des kleinen Bildfelds (0,16 mm²) ist ein einzelnes CCM-Bild nicht ausreichend für eine zuverlässige morphometrische SNP-Charakterisierung. Wir entwickeln deshalb derzeit ein automatisiertes Verfahren, das CCM-Bildsequenzen aufnimmt und daraus großflächige SNP-Abbildungen erzeugt. Methoden: Zur Aufnahme einer Bildserie eines größeren SNP-Areals wird die Blickrichtung des Patienten durch eine computergesteuerte, bewegte Fixationsmarke auf einem Display vor dem nicht untersuchten Auge geeignet geführt. Die CCM-Bildsequenz wird mit 30 Hz aufgezeichnet und bereits während der Aufnahme wird ein Mosaikbild berechnet, an dem der Aufnahmeprozess beobachtet und die resultierende Bildgröße und -qualität beurteilt werden kann. Verbleibende Bildfehler werden in einem anschließenden Berechnungsschritt automatisch korrigiert. Ergebnisse: Bei geeignet gewählter Fixationsmarkenbahn konnte mit einem ersten Prototypsystem ein mittlerer Bildgrößenzuwachs von 0,18 mm²/s erreicht werden. Schlussfolgerung: Mit dem vorgestellten Verfahren können großflächige SNP-Abbildungen erzeugt werden. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch einen hohen Automatisierungsgrad und durch kurze Untersuchungszeiten.

Abstract

Background: The high resolution of corneal confocal microscopy (CCM) allows in vivo imaging of the corneal sub-basal nerve plexus (SNP). The field of view of a single CCM image (0.16 mm²) is not sufficient for the reliable morphometric characterisation of the SNP. Therefore we are developing a highly automated mosaicking technique for large-area imaging of the SNP using CCM image sequences. Methods: In order to acquire an image sequence of a larger area of the SNP, the view direction of the patient is guided by a computer-controlled moving fixation target on a display in front of the non-examined eye. The CCM image sequence is recorded with 30 fps. An online calculated mosaic image allows the medical operator to observe the acquisition process and assess the quality and size of the resulting image during the CCM recording process. Remaining image artefacts are corrected in an automated post-processing step. Results: Using a first prototype system and an appropriate fixation target trajectory, a mean growth of the covered SNP area of 0.18 mm²/s could be achieved. Conclusion: Using the presented technology, large-area images of the SNP can be generated. The technology is characterized by a high degree of automation and short examination times.

Schlüsselwörter

Kornea - subbasaler Nervenplexus - konfokale In-vivo-Mikroskopie - Bildregistrierung - Mosaikbilder

Key words

cornea - sub-basal nerve plexus - in vivo confocal microscopy - image registration - mosaicking

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