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रेटिना और विट्रियस

अनुकूली प्रकाशिकी (Adaptive Optics)

एक नज़र में मुख्य बिंदु

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1. अनुकूली प्रकाशिकी (Adaptive Optics) क्या है?

Section titled “1. अनुकूली प्रकाशिकी (Adaptive Optics) क्या है?”

अनुकूली प्रकाशिकी (AO) एक ऐसी तकनीक है जो तरंगाग्र संवेदक द्वारा नेत्र प्रकाशिकी तंत्र के विपथन का पता लगाती है और परिवर्तनीय आकार के दर्पण द्वारा वास्तविक समय में उन्हें सुधारती है, जिससे रेटिना इमेजिंग का रिज़ॉल्यूशन नाटकीय रूप से बढ़ जाता है।

मूल रूप से खगोल विज्ञान में पृथ्वी के वायुमंडल के कारण होने वाले प्रकाशीय विपथन को कम करने के लिए विकसित इस तकनीक को जीवित रेटिना के दृश्यीकरण के लिए सुधारा और अनुकूलित किया गया है। नेत्र का प्रकाशीय तंत्र कॉर्निया, लेंस और कांच के शरीर से विपथन शामिल करता है, और सामान्य फंडस फोटोग्राफी में ये विपथन रिज़ॉल्यूशन की ऊपरी सीमा निर्धारित करते हैं। AO इस सीमा को पार करता है।

AO को संयोजित करके, शंकु दृश्य कोशिकाओं, छड़ दृश्य कोशिकाओं, रेटिना वर्णक उपकला (RPE) कोशिकाओं, रेटिना गैंग्लियन कोशिकाओं (RGC), केशिकाओं और ऑप्टिक तंत्रिका जैसी संरचनाओं का कोशिकीय स्तर पर दृश्यीकरण संभव हो जाता है, जो पारंपरिक फंडस परीक्षणों में असंभव था। मौजूदा फंडस फोटोग्राफी (FIO), OCT और SLO के साथ संयोजन से मल्टीमॉडल इमेजिंग प्राप्त होती है।

Q अनुकूली प्रकाशिकी का उपयोग किसके लिए किया जाता है?
A

इसका उपयोग रेटिना की कोशिकीय संरचना को जीवित अवस्था में सीधे देखने के लिए किया जाता है। मुख्य अनुप्रयोगों में वंशानुगत रेटिना रोगों में फोटोरिसेप्टर हानि के पैटर्न की निगरानी, उम्र से संबंधित धब्बेदार अध:पतन और मधुमेह रेटिनोपैथी में सूक्ष्म परिवर्तनों का पता लगाना, OCT द्वारा अस्पष्टीकृत दृश्य लक्षणों के कारणों की पहचान, और नैदानिक परीक्षणों में संरचनात्मक अंत बिंदु के रूप में उपयोग शामिल हैं1)

2. मुख्य इमेजिंग मोडैलिटी

Section titled “2. मुख्य इमेजिंग मोडैलिटी”

AO का उपयोग करने वाले इमेजिंग उपकरण वर्तमान में तीन मोडैलिटी में वर्गीकृत हैं। प्रत्येक मोडैलिटी का रिज़ॉल्यूशन, अनुप्रयोग और अनुमोदन स्थिति नीचे दी गई है।

मोडैलिटीपार्श्व रिज़ॉल्यूशनमुख्य अनुप्रयोगअनुमोदन स्थिति
AO-FIOमध्यमतेज व्यापक क्षेत्र इमेजिंगनैदानिक रूप से स्वीकृत
AO-SLOलगभग 2.5 μmफोटोरिसेप्टर और आरजीसी का दृश्यीकरणअनुसंधान उपयोग
AO-OCTSD-OCT से लगभग 5 गुनागहराई के अनुसार परत संरचना का दृश्यीकरणअनुसंधान उपयोग

AO-FIO

नैदानिक स्वीकृति : Imagine Eyes कंपनी का rtx-1 एकमात्र नैदानिक रूप से स्वीकृत उपकरण है।

इमेजिंग विधि : तरंगाग्र विपथन मूल्यांकन → AO सुधार → छवि संग्रह चक्र दोहराया जाता है। रोगी को चिनरेस्ट और हेडरेस्ट पर स्थिर किया जाता है, और टकटकी लगाकर और बटन दबाकर सिस्टम सक्रिय किया जाता है।

लाभ : व्यापक क्षेत्र की छवियां अधिक तेज़ी से प्राप्त की जा सकती हैं।

दोष : रेटिना और कोरॉइड से प्रकीर्णित प्रकाश के कारण कंट्रास्ट कम होता है।

AO-SLO

इमेजिंग विधि : AO और इमेजिंग सिस्टम एकीकृत होते हैं और वास्तविक समय में विपथन सुधार करते हैं। डीफोकस नियंत्रण द्वारा रेटिना के भीतर फोकल प्लेन को समायोजित किया जाता है, जिससे ऑप्टिकल सेक्शनिंग संभव होती है।

रिज़ॉल्यूशन : पार्श्व लगभग 2.5 μm, अक्षीय लगभग 100 μm1)

पता लगाने का मोड : कॉन्फोकल (शंकु बाह्य खंड), डार्कफील्ड (आरपीई), ऑफ-एपर्चर (आरजीसी आदि), और स्प्लिट डिटेक्टर (शंकु आंतरिक खंड का अग्र सिरा) के बहु-मोड का समर्थन करता है1)

दोष : स्कैन रेंज संकीर्ण है, इमेजिंग में कई घंटे लगते हैं, और अच्छी फिक्सेशन बनाए रखना आवश्यक है1)

AO-OCT

इमेजिंग विधि : कुछ उपकरण SLO और OCT को एकीकृत करने वाली संरचना अपनाते हैं।

लाभ : पारंपरिक SD-OCT की तुलना में लगभग 5 गुना अधिक क्षैतिज रिज़ॉल्यूशन। RGC, RPE और कोरॉइडल केशिका प्लेट को गहराई के अनुसार देखा जा सकता है।

नुकसान : गति कलाकृतियों और खराब फिक्सेशन के कारण छवि गुणवत्ता सीमित होती है। स्यूडोफेकिक आंखों या लंबी अक्षीय लंबाई वाली आंखों में इमेजिंग कठिन हो जाती है1)

Q अनुकूली प्रकाशिकी और OCT में क्या अंतर है?
A

OCT रेटिना के अनुप्रस्थ खंड (अनुदैर्ध्य खंड) को दर्शाता है, लेकिन व्यक्तिगत कोशिकाओं की पहचान करना कठिन है। AOSLO लगभग 2.5 μm के पार्श्व विभेदन के साथ व्यक्तिगत फोटोरिसेप्टर को दर्शा सकता है, जिससे OCT द्वारा पता लगाने में कठिन सूक्ष्म फोटोरिसेप्टर क्षति का पता लगाना संभव है1)। दोनों पूरक तकनीकें हैं और अक्सर मल्टीमॉडल इमेजिंग के रूप में संयोजन में उपयोग की जाती हैं।

3. नैदानिक अनुप्रयोग और संकेत

Section titled “3. नैदानिक अनुप्रयोग और संकेत”

AO इमेजिंग का उपयोग विभिन्न रेटिना रोगों के मूल्यांकन में किया जाता है। दृश्यमान संरचनाएं और रोग-विशिष्ट प्रमुख निष्कर्ष नीचे दिए गए हैं।

वंशानुगत रेटिना रोग

रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा (RP) : OCT पर सामान्य दिखने वाली केंद्रीय रेटिना में भी महत्वपूर्ण शंकु हानि का पता लगाना। अनियमित शंकु मोज़ेक, कम शंकु घनत्व, और षट्कोणीयता में कमी इसकी विशेषता है।

स्टारगार्ट रोग : शंकु-दंड अंतराल में महत्वपूर्ण वृद्धि। परिधीय भाग में ‘तारों भरा आसमान’ (starry-night) पैटर्न।

कोरॉइडेरेमिया : शोष सीमा तक शंकु मोज़ेक बना रहता है। बुलबुले जैसे उच्च-परावर्तन धब्बे विशिष्ट होते हैं।

रेटिना संवहनी रोग

डायबिटिक रेटिनोपैथी : शंकु भराव घनत्व में परिवर्तन और माइक्रोएन्यूरिज्म जैसी संवहनी असामान्यताओं का कोशिकीय स्तर पर पता लगाना।

रेटिना संवहनी गतिकी : रेटिना वाहिकाओं में श्वेत रक्त कोशिकाओं की गति का वास्तविक समय में अनुसरण।

CSCR : केंद्रीय सीरस कोरियोरेटिनोपैथी में शंकु मोज़ेक असामान्यताओं का दृश्यीकरण।

नैदानिक परीक्षण अनुप्रयोग

संरचनात्मक अंतिम बिंदु : कोशिकीय स्तर पर परिवर्तनों का मात्रात्मक मूल्यांकन, उपचार प्रभावकारिता के संरचनात्मक अंतिम बिंदु के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

आयु-संबंधित धब्बेदार अध:पतन का प्रारंभिक पता लगाना : आयु-संबंधित धब्बेदार अध:पतन में ड्रूज़न का प्रारंभिक पता लगाना।

आरजीसी इमेजिंग : ग्लूकोमा रोगियों में रेटिनल गैंग्लियन कोशिकाओं का दृश्यीकरण।

वंशानुगत रेटिनल रोगों में रोग-विशिष्ट AO निष्कर्ष

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प्रमुख वंशानुगत रेटिनल रोगों में AO निष्कर्षों की विशेषताएं नीचे दी गई हैं।

रोगमुख्य AO निष्कर्षविशिष्ट पैटर्न
रेटिनाइटिस पिगमेंटोसाशंकु घनत्व में कमीषट्कोणीयता में कमी
स्टारगार्ट रोगशंकु-दंड अंतराल का विस्तारतारों भरा आकाश पैटर्न
कोरॉइडेरेमियाशोष सीमा तक शंकु संरक्षणबुलबुला जैसे उच्च-परावर्तन धब्बे

विटेलिफॉर्म मैक्यूलर डिस्ट्रोफी में, घाव के भीतर शंकु और आरपीई घनत्व कम हो जाता है, लेकिन घाव के बाहर सामान्य बना रहता है। उपरेटिनल मैक्रोफेज का संकेत देने वाली गतिशील डिस्कॉइड संरचनाएं भी देखी जाती हैं।

एक्स-लिंक्ड रेटिनोस्किसिस में, फोवियल स्किसिस के भीतर अनियमित और बढ़े हुए शंकु अंतराल पाए जाते हैं। ऑफ-अपर्चर इमेजिंग में विशिष्ट रूप से बड़े स्पोक-व्हील शंकु देखे जाते हैं।

अशर सिंड्रोम टाइप II में, सामान्य ओसीटी उपस्थिति के बावजूद, गैर-सिंड्रोमिक आरपी की तुलना में फोवियल शंकु घनत्व कम होता है। टाइप III में फोवियल शंकु घनत्व बना रहता है, लेकिन संवेदनशीलता हानि वाले क्षेत्रों में शंकु संरचना गायब हो जाती है।

एओएसएलओ की नैदानिक उपयोगिता दर्शाने वाले निष्कर्ष

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ओसीटी पर पता लगाने में कठिन सूक्ष्म घावों का पता लगाने का एक उदाहरण मोतियाबिंद सर्जरी के बाद सिस्टॉइड मैक्यूलर एडिमा (सीएमई) के समाधान के बाद का मामला है।

खौसिन एट अल. (2025) ने मोतियाबिंद सर्जरी के बाद सिस्टॉइड मैक्यूलर एडिमा के समाधान वाली 68 वर्षीय महिला का एक मामला रिपोर्ट किया1)। ओसीटी में केवल एक छोटा ईजेड दोष दिखाई दिया, लेकिन एओएसएलओ ने मैक्यूलर फोटोरिसेप्टर मोज़ेक में एक दरार जैसा घाव पाया। घाव की स्थिति और दिशा एम्सलर ग्रिड पर मेटामोर्फोप्सिया पैटर्न से मेल खाती थी, जो दर्शाता है कि सीएमई के समाधान के बाद भी फोटोरिसेप्टर क्षति बनी रह सकती है और लगातार मेटामोर्फोप्सिया का कारण बन सकती है।

इसी प्रकार, सोलर रेटिनोपैथी और रेटिना डिटेचमेंट सर्जरी के बाद AOSLO ने OCT में अस्पष्ट कोशिका क्षति का पता लगाने की रिपोर्टें हैं 1)

Q अनुकूली प्रकाशिकी विशेष रूप से किन स्थितियों में उपयोगी है?
A

OCT द्वारा अस्पष्टीकृत दृश्य लक्षणों के कारण की पहचान (जैसे सिस्टॉइड मैक्यूलर एडिमा के समाधान के बाद मेटामोर्फोप्सिया), वंशानुगत रेटिना रोगों में फोटोरिसेप्टर हानि पैटर्न की मात्रात्मक निगरानी, उम्र से संबंधित मैक्यूलर डीजनरेशन और डायबिटिक रेटिनोपैथी में सूक्ष्म परिवर्तनों का प्रारंभिक पता लगाना, और नैदानिक परीक्षणों में संरचनात्मक अंत बिंदु के रूप में उपयोग प्रमुख अनुप्रयोग हैं 1)

4. तकनीकी सिद्धांत और विस्तृत प्रकाशिक तंत्र

Section titled “4. तकनीकी सिद्धांत और विस्तृत प्रकाशिक तंत्र”

AO फंडस इमेजिंग सिस्टम निम्नलिखित तीन मुख्य घटकों से बना है।

  • वेवफ्रंट सेंसर: आंख की ऑप्टिकल प्रणाली के विपथन को वास्तविक समय में पहचानता है। हार्टमैन-शैक वेवफ्रंट सेंसर आमतौर पर उपयोग किया जाता है।
  • विकृत दर्पण: पहचाने गए विपथन के विपरीत चरण में विरूपण लागू करके प्रकाशीय रूप से सुधार करता है। तेज़ और उच्च-सटीकता आकार परिवर्तन की आवश्यकता होती है।
  • बंद-लूप नियंत्रण: वेवफ्रंट सेंसर और विकृत दर्पण फीडबैक नियंत्रण के माध्यम से एक साथ काम करते हैं, निरंतर इमेजिंग के दौरान वास्तविक समय में विपथन सुधार बनाए रखते हैं। डीफोकस नियंत्रण भी इस बंद-लूप में शामिल है।

AO-SLO का ऑप्टिकल डिज़ाइन

Section titled “AO-SLO का ऑप्टिकल डिज़ाइन”

AO-SLO में, पता लगाने की विधि के आधार पर विभिन्न ऊतक कंट्रास्ट प्राप्त किए जा सकते हैं।

  • कन्फोकल डिटेक्शन : न्यूनतम प्रकीर्णन के साथ उच्च कंट्रास्ट छवि। शंकु बाह्य खंडों के दृश्य के लिए सर्वोत्तम1)
  • गैर-कॉन्फोकल डार्कफील्ड मोड : RPE कोशिकाओं के दृश्यीकरण के लिए प्रभावी।
  • ऑफ एपर्चर मोड : प्रकाश प्रकीर्णन संरचनाओं पर जोर देता है, आरजीसी जैसी पारदर्शी संरचनाओं के दृश्यीकरण के लिए उपयोगी।
  • स्प्लिट डिटेक्टर मोड (split-detection) : गैर-कॉन्फोकल चार-खंड पता लगाने की विधि। शंकु कोशिकाओं के आंतरिक खंड के अग्र भाग को दृश्यमान कर सकता है1)

Dubra डिज़ाइन का कस्टम AOSLO सिस्टम गैर-कन्फोकल चार-खंड डिटेक्शन विधि का उपयोग करता है, जिसमें अधिकतम देखने का कोण 2.5 डिग्री है1)। इमेजिंग के दौरान, छोटे वीडियो कैप्चर किए जाते हैं और कस्टम सॉफ़्टवेयर द्वारा मोशन स्थिरीकरण प्रसंस्करण लागू किया जाता है1)

यह तकनीक मूल रूप से खगोल विज्ञान में वायुमंडलीय उतार-चढ़ाव के कारण होने वाले विपथन को ठीक करने के लिए विकसित की गई थी, जिसे नेत्र विज्ञान के क्षेत्र में अनुकूलित और सुधारा गया है।

5. नवीनतम शोध और भविष्य की संभावनाएँ

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फोटोरिसेप्टर क्षति तंत्र का स्पष्टीकरण

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AOSLO, OCT द्वारा पता न लगाए जा सकने वाले कोशिकीय स्तर के परिवर्तनों को पकड़कर दृश्य लक्षणों के रोगजनन को समझने में योगदान देता है।

Khoussine एट अल. (2025) ने प्रदर्शित किया कि सिस्टॉइड मैक्यूलर एडिमा के समाधान के बाद लगातार मेटामोर्फोप्सिया वाले रोगियों में, फिशर जैसे फोटोरिसेप्टर घाव एम्सलर ग्रिड पर मेटामोर्फोप्सिया पैटर्न के साथ स्थानिक रूप से मेल खाते हैं1)। यह अज्ञात है कि क्षतिग्रस्त फोटोरिसेप्टर समय के साथ ठीक होते हैं या नहीं, और अनुदैर्ध्य अध्ययनों की आवश्यकता है।

उस रिपोर्ट में कहा गया है कि दरार क्षेत्र में दिखाई देने वाली फोटोरिसेप्टर हानि वास्तविक फोटोरिसेप्टर हानि है या अनुक्रम असामान्यता, इसका अंतर करना एक चुनौती है 1)। इसके अलावा, शंकु के बाहरी खंड के नुकसान के बावजूद आंतरिक खंड संरक्षित रह सकता है, और यह देखा जा रहा है कि क्या आंतरिक खंड का संरक्षण दृश्य कार्य की वसूली के लिए एक पूर्वानुमान कारक है 1)

नैदानिक परीक्षणों में अनुप्रयोग

Section titled “नैदानिक परीक्षणों में अनुप्रयोग”

AO तकनीक की कोशिका-स्तरीय परिवर्तनों का पता लगाने की क्षमता, वंशानुगत रेटिना रोगों के लिए जीन थेरेपी और सेल थेरेपी के नैदानिक परीक्षणों में एक संरचनात्मक अंत बिंदु के रूप में उपयोग किए जाने की उम्मीद है। इसकी ताकत यह है कि यह पारंपरिक OCT या दृश्य क्षेत्र परीक्षणों द्वारा पता न लगाए जा सकने वाले प्रारंभिक फोटोरिसेप्टर परिवर्तनों का मात्रात्मक मूल्यांकन कर सकता है।

नैदानिक परिचय के लिए चुनौतियाँ

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वर्तमान में नैदानिक प्रसार में बाधाएँ निम्नलिखित हैं।

  • उपकरण अनुमोदन की सीमाएँ : केवल rtx-1 (AO-FIO) नैदानिक रूप से स्वीकृत है। AO-SLO और AO-OCT केवल अनुसंधान उपयोग तक सीमित हैं।
  • लागत और तकनीकी दक्षता : उपकरण की लागत अधिक है और कुशल ऑपरेटर की आवश्यकता है।
  • इमेजिंग समय की लंबाई: विशेष रूप से AO-SLO में, अच्छी फिक्सेशन बनाए रखना आवश्यक है और इमेजिंग में लंबा समय लगता है1)
  • छवि गुणवत्ता में असंगति: रोगी की दृष्टि स्थिरता, अपवर्तन स्थिति और पुतली के आकार के कारण छवि गुणवत्ता में काफी उतार-चढ़ाव होता है।
  • मानकीकृत डेटाबेस का अभाव : सामान्य मानों का डेटाबेस उपलब्ध नहीं है, जिससे व्यक्तिगत अंतरों का मूल्यांकन कठिन हो जाता है।
Q क्या अनुकूली प्रकाशिकी भविष्य में एक मानक परीक्षण बन जाएगी?
A

नैदानिक परीक्षणों में संरचनात्मक अंतिम बिंदुओं और फोटोरिसेप्टर क्षति के विस्तृत मूल्यांकन में उपयोगिता प्रदर्शित की गई है, और जीन थेरेपी के प्रसार के साथ मांग में वृद्धि की उम्मीद है। हालांकि, लागत, प्रक्रियाओं की जटिलता, इमेजिंग समय और मानकीकृत डेटाबेस की कमी इसके प्रसार में बाधाएं हैं, और वर्तमान में सामान्य नेत्र विज्ञान में इसका उपयोग सीमित है1).

Q क्या सामान्य नेत्र चिकित्सालय में अनुकूली प्रकाशिकी जांच कराई जा सकती है?
A

नैदानिक रूप से स्वीकृत उपकरण केवल rtx-1 (AO-FIO) है, जो कुछ विशेष केंद्रों में उपलब्ध है। AO-SLO और AO-OCT वर्तमान में केवल अनुसंधान सुविधाओं तक सीमित हैं, और सामान्य नेत्र चिकित्सा में इनका उपयोग कठिन है। लागत और तकनीकी दक्षता की समस्याओं के कारण, सामान्य नेत्र चिकित्सा में इनका प्रसार अभी भी सीमित चरण में है।

  1. Khoussine J, Arthur P, Rogers J, Stangel N, Stepien KE, Chang JS. Adaptive optics imaging uncovers photoreceptor alterations underlying visual distortion after cystoid macular edema. J VitreoRetin Dis. 2025;1-4.
  2. Roorda A. Adaptive optics ophthalmoscopy. J Refract Surg. 2000;16(5):S602-7. PMID: 11019882.
  3. Zhao Z, Ma Y, Song Z, Antonello J, Cui J, Chen B, et al. Intensity adaptive optics. Light Sci Appl. 2025;14(1):128. PMID: 40108147.

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