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High-resolution hyperspectral imaging of the retina with a modified fundus camera - 07/12/10

Doi : 10.1016/j.jfo.2010.10.010 
V. Nourrit a, , J. Denniss a, M.M.K. Muqit b, c, I. Schiessl a, C. Fenerty a, b, P.E. Stanga a, b, D.B. Henson c
a Faculty of Life Sciences, University of Manchester, Moffat building, Sackville street, Po Box 88, Manchester M60 1QD, UK 
b Manchester Royal Eye Hospital, Manchester, UK 
c School of Biomedicine, University of Manchester, Manchester, UK 

Corresponding author.

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Summary

Purpose

To examine the practical feasibility of developing a hyperspectral camera from a Zeiss fundus camera and to illustrate its use in imaging diabetic retinopathy and glaucoma patients.

Methods

The original light source of the camera was replaced with an external lamp filtered by a fast tunable liquid-crystal filter. The filtered light was then brought into the camera through an optical fiber. The original film camera was replaced by a digital camera. Images were obtained in normals and patients (primary open angle glaucoma, diabetic retinopathy) recruited at the Manchester Royal Eye Hospital.

Results

A series of eight images were captured across 495- to 720-nm wavelengths, and recording time was less than 1.6s. The light level at the cornea was below the ANSI limits, and patients judged the measurement to be very comfortable. Images were of high quality and were used to generate a pixel-to-pixel oxygenation map of the optic nerve head. Frame alignment is necessary for frame-to-frame comparison but can be achieved through simple methods.

Conclusions

We have developed a hyperspectral camera with high spatial and spectral resolution across the whole visible spectrum that can be adapted from a standard fundus camera. The hyperspectral technique allows wavelength-specific visualization of retinal lesions that may be subvisible using a white light source camera. This hyperspectral technique may facilitate localization of retinal and disc pathology and consequently facilitate the diagnosis and management of retinal disease.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

But

Évaluer la faisabilité de développer une caméra hyperspectrale à partir d’une camera de fond d’œil Zeiss et illustrer son utilisation chez des patients atteints de glaucome ou rétinopathies diabétiques.

Méthodes

La source de lumière originale de la camera a été remplacée par une lampe externe filtrée par un filtre à cristaux liquide accordable. La lumière filtrée est ensuite injectée dans la camera par une fibre optique. L’appareil photo d’origine a été remplacé par une camera numérique. Des images ont été obtenues chez des sujets normaux et des patients (glaucomes primaires à angle ouvert, rétinopathie diabétique) recrutés à l’hôpital Royal d’ophtalmologie de Manchester.

Résultats

Nous avons enregistré des séries de huit images entre 495 et 720nm avec un temps de capture inférieur à 1,6s. L’intensité lumineuse au niveau de la cornée est en dessous des limites ANSI et les patients ont jugé les mesures très confortables. Les images sont de haute qualité et ont permis de générer une cartographie pixel par pixel de l’oxygénation de la tête du nerf optique. Les images doivent être recalées pour une comparaison image à image mais ce recalage peut être effectué avec des méthodes simples.

Conclusions

Nous avons développé une camera hyperspectrale avec une haute résolution spatiale et spectrale dans tout le spectre visible qui peut être développée à partir d’une caméra de fond de l’œil standard. Cette imagerie hyperspectrale permet de visualiser à la longueur d’onde voulue des lésions de la rétine qui pourraient être moins visible avec une caméra fonctionnant en lumière blanche. Cette technique peut permettre de faciliter la localisation de pathologies du disque et de la rétine et ainsi faciliter le diagnostique et le suivi de maladies rétiniennes.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Hyperspectral, Multispectral, Retinal imaging

Mots clés : Hyperspectral, Multispectral, Imagerie rétinienne


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Vol 33 - N° 10

P. 686-692 - décembre 2010 Retour au numéro
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