Partial-Field Illumination Ophthalmoscope: improving the contrast of a camera-based retinal imager

Effective and accurate in vivo diagnosis of retinal pathologies requires high performance imaging devices, combining a large field of view and the ability to discriminate the ballistic signal from the diffuse background in order to provide a highly contrasted image of the retinal structures. Here, we have implemented the partial-field illumination ophthalmoscope, a patterned illumination modality, integrated to a high pixel rate adaptive optics full-field microscope. This non-invasive technique enables us to mitigate the low signal-to-noise ratio, intrinsic of full-field ophthalmoscopes, by partially illuminating the retina with complementary patterns to reconstruct a wide-field image. This new, to the best of our knowledge, modality provides an image contrast spanning from the full-field to the confocal contrast, depending on the pattern size. As a result, it offers various trade-offs in terms of contrast and acquisition speed, guiding the users towards the most efficient system for a particular clinical application.
Le diagnostic efficace et précis des pathologies rétiniennes, in-vivo, requière l’utilisation de systèmes d’imagerie haute performance, qui allient un grand champ d’imagerie et la capacité à discriminer le signal balistique du fond diffus afin d’obtenir des images des structures rétiniennes hautement contrastées. Dans cette étude, nous avons implémenté l'ophtalmoscope à illumination partielle du champ (Partial-Field Illumination Ophtalmoscope), une modalité d’illumination basée sur la projection de motifs, intégrée à un ophtalmoscope plein champ à haut débit de pixels. Cette technique non-invasive permet de pallier le faible rapport signal sur bruit, intrinsèque à l’ophtalmoscope plein champ, en illuminant partiellement la rétine avec des motifs complémentaires afin de reconstruire une image grand champ. Cette nouvelle modalité d’imagerie offre différents contrastes d’imagerie s’étendant entre le contraste du plein champ et le contraste du confocal, en fonction de la nature du motif projeté. Ainsi, elle propose différents compromis en terme de contraste d'imagerie et de vitesse d’acquisition et oriente l’utilisateur vers le système le plus efficace pour une application clinique particulière.