Background: The in vivo characterisation of corneal epithelial tissue morphology is of considerable importance for diagnosis, disease prognosis, and the development of a treatment strategy for ocular surface diseases. In contrast to many alternative methods, in vivo corneal confocal microscopy (CCM) not only provides a macroscopic description of the corneal tissue but also allows its visualisation with cellular resolution. However, the translation of CCM from research to clinical practice is significantly limited by the complex and still largely manual operation of available CCM systems. In addition, for cross-sectional images, and analogously to conventional slit lamp microscopy, volume data must be acquired in time-consuming depth scans due to the frontal orientation of the image field in CCM, from which depth slices can subsequently be calculated. The pure acquisition time is already in the range of seconds, and additionally, motion artefacts have to be corrected in a sophisticated way.
Materials and methods: This paper presents the concept and optics simulation of a new imaging technique based on a swept-source laser in combination with special chromatic optics. Here, the laser periodically changes its wavelength and is focused at different depths due to the wavelength-dependent aberration of the chromatic optics.
Results: The optics simulation results promise good optical resolution at a total imaging depth of 145 µm.
Conclusion: The long-term goal is cell-resolving in vivo corneal confocal microscopy in real time with differently oriented sectioning directions.
Hintergrund: Die In-vivo-Charakterisierung der Morphologie des Epithelgewebes der Kornea ist von erheblicher Bedeutung für die Diagnostik, die Krankheitsprognose und die Entwicklung einer Behandlungsstrategie bei Oberflächenerkrankungen des Auges. Im Gegensatz zu vielen alternativen Methoden bietet die In-vivo-Konfokalmikroskopie der Kornea (CCM) nicht nur eine makroskopische Beschreibung des kornealen Gewebes, sondern ermöglicht dessen Darstellung mit zellulärer Auflösung. Die Translation der CCM von der Forschung in die klinische Praxis ist jedoch durch die komplexe und bisher weitgehend manuelle Bedienung der verfügbaren CCM-Systeme erheblich eingeschränkt. Für Tiefenschnittbilder, analog zur konventionellen Spaltlampenmikroskopie, müssen außerdem aufgrund der frontalen Orientierung des Bildfeldes bei der CCM in aufwendigen Tiefenscans Volumenaufnahmen erzeugt werden, aus denen sich anschließend Tiefenschnitte berechnen lassen. Bereits die reine Aufnahmedauer liegt hierbei im Bereich von Sekunden, zusätzlich müssen Bewegungsartefakte aufwendig korrigiert werden.
Material und methoden: Dieser Beitrag stellt das Konzept und die Optiksimulation eines neuen Bildgebungsverfahrens auf Basis eines Swept-Source-Lasers in Verbindung mit einer speziellen chromatischen Optik vor. Hierbei verändert der Laser periodisch seine Wellenlänge und wird aufgrund der wellenlängenabhängigen Aberration der chromatischen Optik in unterschiedlichen Tiefen fokussiert.
Ergebnisse: Die Ergebnisse der Optiksimulation versprechen eine gute optische Auflösung bei einer Abbildungstiefe von insgesamt 145 µm.
Schlussfolgerung: Das langfristige Ziel ist die konfokalmikroskopische zellauflösende In-vivo-Bildgebung der Kornea in Echtzeit mit verschieden orientierten Schnittrichtungen.
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