利用定制的100 kHz扫描源光学相干断层扫描成像系统,研究角膜在不同应力作用下的微观结构变化

《International Journal of Legal Medicine》:Study of microstructural changes in cornea under different stresses using a custom-made 100 kHz swept-source optical coherence tomography imaging system

【字体: 时间:2026年02月25日 来源:International Journal of Legal Medicine 2.3

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  SSOCT技术检测冷/热/福尔马林应力下角膜形态及厚度变化,结合OAC分析实现非侵入性定量评估,为法医和医学提供组织保存状态判据。

  

摘要

扫频光源光学相干断层扫描(SSOCT)是一种非破坏性成像技术,能够高分辨率地显示组织微观结构。本研究使用自主研发的100 kHz SSOCT系统,在72小时内观察了角膜在寒冷(0°C)、福尔马林(10%)和高温(80°C)应力作用下的形态变化及中央角膜厚度(CCT)的变化。通过对CCT和光学衰减系数(OAC)的定量分析,获得了关于微观结构变化的深度分辨信息,从而无需进行层次分割。在对照组中,角膜基质层厚度从24小时时的839.8±39.1 μm增加到72小时时的2006.8±47.6 μm,表明发生了浸泡后的基质水肿。在寒冷应力作用下,24小时时上皮层到Bowman层的厚度为152.7±16.9 μm,基质层为772±34.4 μm,72小时时分别增加到1240±37.4 μm。福尔马林固定处理则产生了相反的趋势:上皮层到Bowman层的厚度从24小时时的101.2±6.8 μm减少到72小时时的50.1±12.6 μm,基质层厚度从1090±77.8 μm减少到806.6±61.8 μm,这反映了固定处理导致的脱水和胶原蛋白交联。相比之下,高温应力作用下,24小时时上皮层到Bowman层的厚度为163.7±12.3 μm,72小时时为227.1±33.6 μm,而基质层厚度从908.2±39.0 μm减少到862.3±50.1 μm。OAC成像结果与组织病理学发现高度一致,验证了其作为组织形态学可靠且无创的检测方法的可靠性。统计分析(ANOVA,p<0.001)证实了所有实验条件下均存在显著的形态学变化。总体而言,结合OAC分析的SSOCT技术能够敏感地检测到角膜在应力作用下的微观结构变化,为评估组织保存情况、估算死亡时间以及推进法医和法医学研究提供了定量且无创的框架。
扫频光源光学相干断层扫描(SSOCT)是一种非破坏性成像技术,能够高分辨率地显示组织微观结构。本研究使用自主研发的100 kHz SSOCT系统,在72小时内观察了角膜在寒冷(0°C)、福尔马林(10%)和高温(80°C)应力作用下的形态变化及中央角膜厚度(CCT)的变化。通过对CCT和光学衰减系数(OAC)的定量分析,获得了关于微观结构变化的深度分辨信息,从而无需进行层次分割。在对照组中,角膜基质层厚度从24小时时的839.8±39.1 μm增加到72小时时的2006.8±47.6 μm,表明发生了浸泡后的基质水肿。在寒冷应力作用下,24小时时上皮层到Bowman层的厚度为152.7±16.9 μm,基质层为772±34.4 μm,72小时时分别增加到1240±37.4 μm。福尔马林固定处理则产生了相反的趋势:上皮层到Bowman层的厚度从24小时时的101.2±6.8 μm减少到72小时时的50.1±12.6 μm,基质层厚度从1090±77.8 μm减少到806.6±61.8 μm,这反映了固定处理导致的脱水和胶原蛋白交联。相比之下,高温应力作用下,24小时时上皮层到Bowman层的厚度为163.7±12.3 μm,72小时时为227.1±33.6 μm,而基质层厚度从908.2±39.0 μm减少到862.3±50.1 μm。OAC成像结果与组织病理学发现高度一致,验证了其作为组织形态学可靠且无创的检测方法的可靠性。统计分析(ANOVA,p<0.001)证实了所有实验条件下均存在显著的形态学变化。总体而言,结合OAC分析的SSOCT技术能够敏感地检测到角膜在应力作用下的微观结构变化,为评估组织保存情况、估算死亡时间以及推进法医和法医学研究提供了定量且无创的框架。
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