Quang học thích ứng (Adaptive Optics; AO) là công nghệ cải thiện đáng kể độ phân giải hình ảnh võng mạc bằng cách phát hiện quang sai của hệ thống quang học mắt bằng cảm biến mặt sóng và hiệu chỉnh theo thời gian thực bằng gương biến dạng.
Ban đầu được phát triển trong thiên văn học để giảm quang sai do khí quyển Trái Đất, công nghệ này đã được cải tiến và tối ưu hóa để hiển thị võng mạc sống. Hệ thống quang học của mắt chứa quang sai từ giác mạc, thủy tinh thể và dịch kính, và trong chụp ảnh đáy mắt thông thường, các quang sai này giới hạn độ phân giải tối đa. AO khắc phục giới hạn này.
Bằng cách kết hợp AO, có thể hình dung ở cấp độ tế bào các tế bào hình nón, hình que, biểu mô sắc tố võng mạc (RPE), tế bào hạch võng mạc (RGC), mao mạch và dây thần kinh thị giác, điều mà trước đây không thể thực hiện được với các xét nghiệm đáy mắt thông thường. Chụp ảnh đa phương thức đạt được bằng cách kết hợp với chụp ảnh đáy mắt (FIO), OCT và SLO hiện có.
Quang học thích ứng (Adaptive Optics) được sử dụng để quan sát trực tiếp cấu trúc võng mạc ở cấp độ tế bào trong cơ thể sống. Các ứng dụng chính bao gồm theo dõi mô hình mất tế bào cảm thụ ánh sáng trong các bệnh võng mạc di truyền, phát hiện các thay đổi vi mô trong thoái hóa điểm vàng do tuổi tác và bệnh võng mạc tiểu đường, xác định nguyên nhân của các triệu chứng thị giác không giải thích được bằng OCT, và sử dụng làm điểm cuối cấu trúc trong các thử nghiệm lâm sàng1).
Các thiết bị chụp ảnh sử dụng AO hiện được chia thành ba phương thức chính. Độ phân giải, ứng dụng và tình trạng phê duyệt của từng phương thức được trình bày dưới đây.
| Phương thức | Độ phân giải ngang | Ứng dụng chính | Tình trạng phê duyệt |
|---|---|---|---|
| AO-FIO | Trung bình | Chụp ảnh nhanh diện rộng | Được phê duyệt lâm sàng |
| AO-SLO | Khoảng 2,5 μm | Hình ảnh tế bào cảm quang và RGC | Mục đích nghiên cứu |
| AO-OCT | Khoảng gấp 5 lần SD-OCT | Hình ảnh cấu trúc lớp theo độ sâu | Mục đích nghiên cứu |
AO-FIO
Phê duyệt lâm sàng: rtx-1 của Imagine Eyes là thiết bị duy nhất được phê duyệt lâm sàng.
Phương pháp chụp ảnh: Lặp lại chu trình đánh giá quang sai mặt sóng → hiệu chỉnh AO → thu thập hình ảnh. Bệnh nhân được cố định trên giá đỡ cằm và trán, hệ thống được kích hoạt bằng cách nhìn chằm chằm và nhấn nút.
Ưu điểm: Có thể thu được hình ảnh vùng rộng nhanh hơn.
Nhược điểm: Độ tương phản thấp do ánh sáng tán xạ từ võng mạc và hắc mạc.
AO-SLO
Phương pháp chụp ảnh: Tích hợp AO và hệ thống chụp ảnh với hiệu chỉnh quang sai thời gian thực. Mặt phẳng tiêu cự trong võng mạc có thể được điều chỉnh bằng điều khiển lấy nét, cho phép cắt lớp quang học.
Độ phân giải: Khoảng 2,5 μm theo chiều ngang, khoảng 100 μm theo chiều dọc1).
Chế độ phát hiện: Hỗ trợ nhiều chế độ: đồng tiêu (đoạn ngoài tế bào hình nón), trường tối (RPE), không khẩu độ (RGC, v.v.) và bộ tách tia (đầu trước đoạn trong tế bào hình nón) 1).
Nhược điểm: Phạm vi quét hẹp, chụp ảnh mất vài giờ và cần duy trì cố định thị giác tốt 1).
AO-OCT
Phương thức chụp ảnh: Một số thiết bị tích hợp SLO và OCT trong một cấu hình duy nhất.
Ưu điểm: Độ phân giải ngang cao hơn khoảng 5 lần so với SD-OCT thông thường. Có thể hình dung RGC, RPE và mảng mao mạch hắc mạc theo độ sâu.
Nhược điểm: Hạn chế chất lượng hình ảnh do nhiễu chuyển động và cố định kém. Khó chụp ảnh ở mắt giả thể thủy tinh hoặc có trục nhãn cầu dài 1).
OCT hiển thị hình ảnh mặt cắt (dọc) của võng mạc, nhưng khó xác định từng tế bào riêng lẻ. AOSLO có thể hiển thị từng tế bào cảm quang với độ phân giải ngang khoảng 2,5 μm, cho phép phát hiện tổn thương tế bào cảm quang tinh vi khó phát hiện bằng OCT 1). Cả hai đều là kỹ thuật bổ sung và thường được sử dụng kết hợp như hình ảnh đa phương thức.
Hình ảnh AO được áp dụng để đánh giá các bệnh võng mạc khác nhau. Các cấu trúc có thể hình dung và các phát hiện chính theo bệnh được trình bày dưới đây.
Bệnh võng mạc di truyền
Viêm võng mạc sắc tố (RP): Phát hiện mất tế bào hình nón đáng kể ngay cả ở võng mạc trung tâm có vẻ bình thường trên OCT. Đặc trưng bởi khảm hình nón không đều, mật độ hình nón giảm và giảm tính lục giác.
Bệnh Stargardt: Khoảng cách giữa tế bào hình nón và hình que giãn rộng đáng kể. Hình ảnh “bầu trời đầy sao” ở vùng ngoại vi.
Bệnh không hắc mạc (Choroideremia): Mô hình khảm tế bào hình nón được duy trì đến ranh giới teo. Các đốm phản xạ cao dạng bọt khí là đặc trưng.
Bệnh mạch máu võng mạc
Bệnh võng mạc tiểu đường: Phát hiện những thay đổi về mật độ lấp đầy tế bào hình nón và bất thường mạch máu như vi phình mạch ở cấp độ tế bào.
Động lực mạch máu võng mạc: Có thể theo dõi chuyển động của bạch cầu trong mạch máu võng mạc theo thời gian thực.
CSCR: Hình ảnh hóa bất thường khảm tế bào hình nón trong bệnh lý hắc mạc-võng mạc trung tâm thanh dịch.
Ứng dụng Thử nghiệm Lâm sàng
Điểm cuối cấu trúc: Có thể đánh giá định lượng các thay đổi ở cấp độ tế bào và sử dụng làm điểm cuối cấu trúc để đánh giá hiệu quả điều trị.
Phát hiện sớm thoái hóa điểm vàng do tuổi tác: Phát hiện sớm drusen trong thoái hóa điểm vàng do tuổi tác.
Hình ảnh RGC: Hình ảnh hóa tế bào hạch võng mạc ở bệnh nhân glôcôm.
Dưới đây là các đặc điểm kết quả AO trong các bệnh võng mạc di truyền chính.
| Bệnh | Kết quả AO chính | Mô hình đặc trưng |
|---|---|---|
| Viêm võng mạc sắc tố | Giảm mật độ tế bào hình nón | Giảm tính lục giác |
| Bệnh Stargardt | Khoảng cách giữa tế bào hình nón và hình que mở rộng | Hình ảnh bầu trời đầy sao |
| Bệnh không màng mạch | Duy trì tế bào hình nón đến ranh giới teo | Đốm tăng phản xạ dạng bọt khí |
Trong loạn dưỡng hoàng điểm dạng lòng đỏ, mật độ tế bào hình nón và biểu mô sắc tố võng mạc giảm ở vùng tổn thương nhưng duy trì bình thường bên ngoài tổn thương. Cũng quan sát thấy các cấu trúc dạng đĩa di động, gợi ý đại thực bào dưới võng mạc.
Trong bệnh tách võng mạc liên kết X, có sự giãn rộng bất thường giữa các tế bào hình nón trong vùng tách trung tâm. Các tế bào hình nón lớn hình nan hoa (spoke-wheel) là đặc điểm nổi bật trên hình ảnh chụp với khẩu độ tắt.
Hội chứng Usher type II, ngay cả khi hình ảnh OCT bình thường, mật độ tế bào hình nón ở trung tâm hoàng điểm thấp hơn so với RP không hội chứng. Type III duy trì mật độ tế bào hình nón ở trung tâm hoàng điểm, nhưng ở các vùng mất nhạy cảm, cấu trúc tế bào hình nón biến mất.
Ví dụ về phát hiện tổn thương vi thể khó phát hiện bằng OCT là trường hợp sau khi phù hoàng điểm dạng nang (CME) thoái lui sau phẫu thuật đục thủy tinh thể.
Khoussine và cộng sự (2025) đã báo cáo một trường hợp bệnh nhân nữ 68 tuổi bị phù hoàng điểm dạng nang thoái lui sau phẫu thuật đục thủy tinh thể 1). OCT chỉ cho thấy một khiếm khuyết nhỏ ở EZ, nhưng AOSLO phát hiện một tổn thương dạng khe xuyên qua khảm tế bào cảm quang hoàng điểm. Vị trí và hướng của tổn thương phù hợp với kiểu dị cảm thị giác trên lưới Amsler, chứng minh rằng tổn thương tế bào cảm quang có thể tồn tại sau khi phù hoàng điểm dạng nang thoái lui và gây dị cảm thị giác dai dẳng.
Tương tự, có báo cáo rằng AOSLO phát hiện tổn thương tế bào không rõ ràng trên OCT sau bệnh võng mạc mặt trời hoặc bong võng mạc 1).
Các ứng dụng điển hình bao gồm xác định nguyên nhân của các triệu chứng thị giác không giải thích được bằng OCT (như rối loạn thị giác sau khi thoái lui phù hoàng điểm dạng nang), theo dõi định lượng các mô hình mất tế bào cảm quang trong các bệnh võng mạc di truyền, phát hiện sớm các thay đổi tinh vi trong thoái hóa hoàng điểm liên quan đến tuổi và bệnh võng mạc tiểu đường, và sử dụng chúng làm điểm cuối cấu trúc trong các thử nghiệm lâm sàng 1).
Hệ thống chụp ảnh đáy mắt AO bao gồm ba thành phần chính:
Trong AO-SLO, có thể thu được độ tương phản mô khác nhau tùy thuộc vào phương pháp phát hiện.
Hệ thống AOSLO tùy chỉnh thiết kế Dubra sử dụng phương pháp phát hiện bốn phần không đồng tiêu, với góc nhìn tối đa 2,5 độ 1). Khi chụp ảnh, các video ngắn được thu lại và xử lý bằng phần mềm tùy chỉnh để ổn định chuyển động 1).
Công nghệ này ban đầu được phát triển trong thiên văn học để hiệu chỉnh quang sai do nhiễu loạn khí quyển, sau đó được chuyển đổi và cải tiến cho lĩnh vực nhãn khoa.
AOSLO góp phần tìm hiểu cơ chế bệnh sinh của các triệu chứng thị giác bằng cách ghi lại những thay đổi ở cấp độ tế bào mà OCT không thể phát hiện.
Khoussine và cộng sự (2025) đã chứng minh rằng trong các trường hợp dị cảm thị giác dai dẳng sau khi phù hoàng điểm dạng nang thoái lui, các tổn thương tế bào cảm thụ ánh sáng dạng khe nứt tương ứng về mặt không gian với kiểu dị cảm thị giác trên lưới Amsler 1). Không rõ liệu các tế bào cảm thụ ánh sáng bị tổn thương có phục hồi theo thời gian hay không, và cần có các nghiên cứu dọc trong tương lai.
Trong cùng báo cáo, người ta chỉ ra rằng thách thức là phân biệt liệu khiếm khuyết tế bào cảm thụ ánh sáng biểu kiến ở vùng khe nứt là mất tế bào cảm thụ ánh sáng thực sự hay bất thường về sắp xếp 1). Ngoài ra, ngay cả khi mất đoạn ngoài của tế bào hình nón, đoạn trong vẫn có thể được bảo tồn, và người ta chú ý đến việc liệu bảo tồn đoạn trong có phải là yếu tố tiên lượng cho sự phục hồi chức năng thị giác hay không 1).
Khả năng phát hiện các thay đổi ở cấp độ tế bào của công nghệ AO được kỳ vọng sẽ được sử dụng như một điểm cuối cấu trúc trong các thử nghiệm lâm sàng về liệu pháp gen và tế bào cho các bệnh võng mạc di truyền. Điểm mạnh của nó là khả năng đánh giá định lượng các thay đổi sớm của tế bào cảm thụ ánh sáng mà OCT thông thường hoặc kiểm tra thị trường không thể phát hiện.
Các rào cản hiện tại đối với việc áp dụng lâm sàng như sau:
Tính hữu ích của nó đã được chứng minh trong các điểm cuối cấu trúc của thử nghiệm lâm sàng và đánh giá chi tiết tổn thương tế bào cảm quang, và nhu cầu dự kiến sẽ tăng lên cùng với sự phổ biến của liệu pháp gen. Tuy nhiên, chi phí, độ phức tạp khi vận hành, thời gian chụp ảnh và thiếu cơ sở dữ liệu chuẩn hóa là những rào cản đối với việc phổ biến, và hiện tại việc áp dụng trong nhãn khoa tổng quát còn hạn chế 1).
Thiết bị được phê duyệt lâm sàng duy nhất là rtx-1 (AO-FIO) và có thể tiếp cận tại một số cơ sở chuyên khoa. AO-SLO và AO-OCT hiện chỉ giới hạn trong các cơ sở nghiên cứu, khó thực hiện tại các phòng khám mắt tổng quát. Do vấn đề chi phí và trình độ kỹ thuật, việc phổ biến đến các phòng khám mắt tổng quát vẫn còn hạn chế.
