Summary
本稿では、ガス呼吸挑発技術を用いてヒト被験者と共に生体内での筋血管系反応性を測定し、画像を取得しながら血管刺激を行う方法について説明する。
Abstract
このレチナへの血管供給は、血管収縮および血管拡張を通じて動的に適応し、その代謝要求に対応することが示されている。網膜血管反応性(RVR)と呼ばれるこのプロセスは、神経血管結合によって媒介され、これは糖尿病性網膜症などの網膜血管疾患において非常に早く損なわれる。したがって、血管機能を評価する臨床的に実行可能な方法は、研究および臨床現場の両方に有意な関心を持つ可能性がある。近年、毛細管レベルでの眼血管構造のインビボイメージングは、非侵襲的で最小限のリスクと毛細管レベル分解能を有する無侵襲的リスクおよび色無血管造影法である光学コヘレンス断層造影血管造影(OCTA)のFDA承認により可能になっている。同時に、RVRの生理学的および病理学的変化は、いくつかの研究者によって示されている。この原稿に示されている方法は臨床画像のプロシージャまたは装置への変更のための必要性なしでOCTAを使用してRVRを調査するように設計されている。これは、過カプニックまたは高OXOX性条件への暴露中に、レチナおよびレチナル血管系のリアルタイムイメージングを示す。試験は、被験者の不快感やリスクを最小限に抑えて、30分以内に2人の人員で簡単に行われます。この方法は、他の眼科画像装置に適応可能であり、用途は、混合ガスおよび患者集団の組成に基づいて変化し得る。この方法の強みは、生体内のヒト被験者における毛細血管レベルにおける血管機能の筋機能の調査を可能にすることです。この方法の制限は、主に、OCTAおよびイメージングアーティファクトおよび制限されたダイナミックレンジを含む他のレチン学的イメージング方法のものである。この方法から得られた結果は、10月およびOCTA画像のレティナである。これらの画像は、市販のOCTまたはOCTAデバイスで可能な分析に適しています。しかしながら、一般的な方法は、眼科画像の任意の形態に適合させることができる。
Introduction
このレチナの代謝需要は、細動脈、毛細血管および小胞1の十分に調節されたシステムによって提供される酸素の適切かつ一定の供給に依存している。いくつかの研究は、より大口径のヒトの眼科の機能は、様々な生理学的22、3、4、53,4,5および薬理学的66、77刺激で生体内で評価することができることを実証した。また、この血管系の異常機能は、網膜血管反応性(RVR)が初期段階でも減衰することが示されている糖尿病網膜網膜症などの網膜網膜症における異常な機能が8、9、9かついずれもガス挑発9とちらつき光実験55、10、1110,11の両方を通して減少することが示されている。喫煙などの血管のレチンタル危険因子も、障害のあるRVR12および腎血流13と相関している。これらの知見は、疾患プロセスの比較的遅れて後期に起こる疾患の臨床症状および疾患の証明された早期臨床マーカーが14を欠いているため重要である。したがって、RVRを評価することは、レチン性疾患を開始または悪化させる可能性のある異常の早期評価に対する血管完全性の有用な尺度を提供することができる。
以前のRVR実験は、通常、レーザ血流計9や眼管カメラなどの装置に依存しており、眼下画像取得用に特殊フィルタ15を搭載していた。しかし、これらの技術は、ガス、微量栄養素および分子交換が起こる場所ではない動脈16および小胞15のような大口径の血管のために最適化されている。より最近の研究では、適応光学画像17を用いて毛細血管のRVRを定量化することができたが、空間分解能が向上したにもかかわらず、これらの画像はフィールドサイズが小さく、臨床使用に対してFDAが承認されていない18。
近年の光学コヘレンス断層撮影血管造影(OCTA)の出現により、ヒト患者および生体内の被験者における毛細血管レベルの変化を評価するFDA承認、非侵襲的、染色レス血管造影法が提供された。OCTAは、糖尿病性網膜症19などの網膜血管疾患における毛細血管灌流の障害を評価するための有効なツールとして臨床現場で広く受け入れられている、網膜静脈閉塞20、血管炎21および他の多くの22。したがって、OCTAは、臨床現場で重要な空間的および時間的異質性23ならびに病理学的変化を有することができる毛細管レベル変化の評価に優れた機会を提供する。3,我々のグループは最近、OCTAが毛細管レベル2のレチナル血管の応答性を、腎血管収縮刺激である216、24、および二酸化炭素である、内毛管レベル2の生理学的変化に定量化できることを実証16,24した。
本稿の目的は、読者がOCTAを用いて小さな細動脈および毛細血管床の陰部血管反応性を評価することを可能にするプロトコルを記述することです。この方法は、磁気共鳴画像法による脳血管反応性の測定について説明したLu et al.25で提示されたものから適応される。本手法は、OCTAイメージング2の間に開発され使用されたが、比較的単純で明白な修正を伴う他の画像診断装置に適用可能である。
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Protocol
この研究は、南カリフォルニア大学機関審査委員会によって承認され、ヘルシンキ宣言の原則に従った.
ガス非再呼吸装置の設定
図1:非再呼吸装置の図。完全なセットアップは、その機能とそれらが独立して処理される頻度に応じて3つの別々のユニットに分割されています。これらには、空気制御ユニット、非呼吸ユニット、および対象/画像デバイスユニットは、この図のより大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
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装置アセンブリ
- ダグラスバッグ(図1、#1)を35mm内径チューブを介して選択方向の入口ポート(#3)に3方向バルブ(#3;#2;材料表を参照)をアダプタ(#2*)で接続します。この組み合わせは、図 1に示すように「エア コントロール ユニット」と呼ばれます。
- 双方向の非再呼吸バルブ(#6)を、非再呼吸バルブの口口口口口口口口の肘関節コネクタ(#7)に接続します。アダプター(#4)を取り付けたゴムチューブ(#5)を使用して接続を形成します。
- 肘関節をガス供給チューブに接続します(#8)。このセットアップは、非再呼吸弁(#6)、社内チューブ(#5)、アダプタ(#4)、肘関節(#7)、ガス送出チューブ(#8)を含む「非再呼吸ユニット」と呼ばれます。
注:被験者の口と二方向の非呼吸弁の横隔膜(#6)の間のデッドスペースの量を最小限に抑える。 - 三方弁(#3)の出口口にあるエアコントロールユニットを、双方向の非再呼吸バルブ(#6)の入口口の非再呼吸ユニットに接続します。先に説明したラバーチューブ(#5)とアダプタ(#4)を使用して、互いに挿入できるようにします。
- 密閉性を確保するために、シールテープでジョイントを包むことによって、すべての緩い接続をシールします。
- 図 1の[対象/イメージング デバイス ユニット]に示すように、開いた端にあるガス送出チューブ(#8)をマウスピース(#9)に接続します。
注:このステップ (1.1.6) は、対象テストの開始準備ができるまで延期できます (ステップ 3.5)。
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ガスの非再呼吸のための空気制御装置の準備
- 空気制御ユニットを、社内のチューブ(#5)またはアダプタ(#4)から外して分離します(まだ分離されていない場合)。
- ダグラスバッグ(#1)が、図1に示すように、3方向バルブ(#3)を設定して遠位端からバッグの入口ポートに向かって袋を体系的に巻き上げて、任意の空気のダグラスバッグ(#1)を空にするか空にします。
- ダグラスバッグ(#1)に適切なガス混合物を充填します。
- 部屋空気の非再呼吸のみを意図している場合は、3 方向バルブをコンフィギュレーション 2 (図1参照) に設定し、ダグラス バッグ (#1) を満たしません。それ以外の場合は、ステップ 1.2.3 を構成するステップを続行します。
- 三方弁(#3)の出口口にあるエアコントロールユニット(図1)を適切なアダプタとチューブを使用してガスボンベ(所望の空気混合液を含む)に接続します。カフアダプタを使用して、3方向バルブの外径に1/8インチガス充填チューブを取り付けます(#3)。
- 3 方向バルブ アセンブリをコンフィギュレーション 1 に設定し(図 1を参照)、目的のガスが貯蔵用シリンダからダグラス バッグに流れるようにします(#1)。ガスボンベを開きます。
- ダグラスバッグ(#1)が目的の容積(通常は半分充填)に充填されたら、ガスボンベ出口を閉じ、3方向バルブをコンフィギュレーション2に設定し、ダグラスバッグ内のガスを分離します(#1)。ダグラスバッグを充填するために使用されるチューブからエアコントロールユニットを取り外します(#1)。
2. 画像処理のための対象の準備
- 被験者が研究に参加することに同意した後、OCTAイメージング装置の後ろに被験者を座る。被験者にテスト手順を説明する。
- 被験者の病歴を確認して、被験者が研究に参加するリスクを高める既存の病状がないことを確認する。
注:既存の心血管疾患または肺疾患は、被験者が参加から除外される可能性のある危険因子である。被験者は、立ちくらみを感じたり、予期せぬ不快感を感じたりするなど、いつでも手順を停止できることを理解することが不可欠です。 - テストプロトコルに従って評価する目を決定します。1つの目だけを、試験時間を制限し、ガスの不呼吸からの潜在的な不快感を最小限に抑えるために画像化することができる。
- 被検者の瞳孔サイズが約2.5mm以下の場合は、眼拡張を検討する。拡張は必須ではありませんが、良質の画像を取得する可能性を高めます。蒸留するために、0.5%プロパラカイン塩酸塩眼液、1%トロピックアミドオフサルミック溶液、および2.5%フェニレフリン塩酸塩眼球溶液をそれぞれ1滴ずつ植え付ける。完全拡張は10〜15分以内に起こるはずです。
3. ガス挑発実験と画像獲得
- OCTA マシンで患者のプロファイルを作成します。
- 手袋を着用してください。
- セットアップを消毒するためにアルコール綿棒でOCTAの頭と顎の休息を拭き取ります。
- 無菌包装からマウスピース(#9)を解放します。
注:このコンポーネントは、被検者の口の粘液の内層に直接接触するので、マウスピースにできるだけ触れないようにしてください - マウスピース(#9)をガス送出チューブ(#8)に接続します。
- 被験者の指にパルスオキシメーターを置き、酸素飽和度と脈拍の監視を開始します。
注:被験者が望ましい空気混合物を呼吸し始めたら、パルスオキシメータは審査官によって継続的に監視されるべきである。被験者の酸素飽和度が94%を下回った場合、実験は安全上の予防措置として停止し、被験者はベースラインに戻るまで観察すべきである。 - OCTA の設定の高さを調整して、被験者が首を伸ばしたり曲げたりすることなく、あごを簡単にあごの上に置くことができるように (#11) します。
- 患者に向かい合ったマウスピース(#9)で、マウスピース(#9)を通して口付け(#9)を通してガス送出チューブ(#8)をループします。被写体が画像化している眼の側面を機械のopppositeを通してチューブループを持っています。
- マウスピースを患者の口に挿入します。装置に精通するために、再呼吸以外のセットアップを通して呼吸を練習するように被験者を奨励します。被験者がガス交換を容易にするために深呼吸を行うことを確認してください。
- マウスピースを通して呼吸していることを確認するために、被験者に鼻クリップ(#10)を置きます。
- 構成 2 の 3 方向バルブを保持するか、または画像が部屋の空気または特定の混合ガスへの露出のために取得されているかどうかに応じて、構成 1 に変更します。今後の参考のために、ガス吸入の開始時刻に注意してください。
- 画像撮影用に選択された目に従って、被験者にチンレスト(#11)の右または左のセクションにあごを配置してもらいます。
- 額がヘッドレスト(#11)としっかりと接触するまで、彼らは頭を前方に動かしてください。
- テスト プロトコルによって決定された、対象の OCTA スキャンをキャプチャします。本研究では、1分のガス呼吸後に、窩を中心とした3つの3mm x 3mm画像を撮影した。
- 被写体は、彼らの視界の中心にターゲットに固定しながら、前方に、まだ頭を維持しています
- 虹彩ビューで見られるライブ画像では、スキャンを中央に配置します。
- 左右の矢印を使用して、チンレストを押し出してアイリスをフォーカスします。
- 既定で発生する必要があります OCT スキャンで、子葉ディップが中央に配置されていることを確認します。
- 画像を撮る。通常、OCTA マシンではスキャンが数秒続きます。
- スキャン完了後に OCTA イメージを表示し、適切な品質であることを確認します。信号強度は、OCTA メーカーが提供する 10 ポイント スケールで 7 以上である必要があります。
- [保存]を選択するか、目を再スキャンします。
- 必要なスキャンの数が多いように、手順 3.14.1 ~ 3.14.7 を繰り返します。
- 被験者がマシンから後ろに座ることを許可します。この混合ガスで目のスキャンが必要ない場合は、鼻クリップ(#10)とマウスピース(#9)を取り外します。
- 被験者にCO2ガス挑発実験を開始する前に2分の休憩を許可する。
- ステップ1.2で指定した最初の必要な空気混合物 (5% CO 2、21% 酸素および 74% 窒素からなる) でダグラスバッグを充填します。3 方向バルブは、このステップの後にコンフィギュレーション 2 になります。
- 図1に示すように、およびステップ1.1.4で説明したように、空気制御ユニットを非再呼吸ユニットに接続することによって、ガスの非再呼吸装置のセットアップを完了する。すべてのジョイントが密閉テープで気密であることを確認してください。
- ステップ 3.9 から 3.14 を繰り返しますが、ステップ 3.11 で指示された場合は、3 方向バルブをコンフィギュレーション 1 に設定します。
- 被験者にCO2ガス挑発の後に10分の休憩を与え、ベースラインに戻ることを可能にする。
- 被験者が休憩中である間、ステップ1.2に従ってダグラスバッグに2100%O2を充填します。
- ステップ 3.17 ~ 3.18 を繰り返して、100% O2ガスの挑発条件下で実験を実行します。
4. 実験的なクリーンアップ
- 設定の使い捨て要素を破棄します:被写体のマウスピース(#9)と鼻クリップ(#10)。
- アルコール綿棒を使用して頭と顎の休息(#11)をきれいにします。対象椅子、OCTAテーブル、OCTAハンドルを消毒用ワイプで拭き取り、誤った唾液を取り除きます。
- 3方向バルブ(#3)で、設定をベースコンポーネント(エアコントロールユニットと非再呼吸ユニット)に取り外します。
- 被写体から吐き出された空気は空気制御ユニットの要素に届かないように、ステップ1.2.2に従ってダグラスバッグを空にし、将来の検索のために場所に置きます。必要に応じて、クリーニングボルチューブ(#2)をアダプタ(#2*)と3方向バルブ(#3)で取り外し、より簡単に保管できるようにします。これで、エアコントロールユニットのクリーンアップが完了します。
- 肘関節からガスを取り外して、非呼吸ユニットからガス送出チューブ(#8)を取り除きます(#7)。社内ゴムチューブ(#5)とチューブアダプタ(#4)を双方向の非再呼吸バルブ(#6)から取り外します。次に、シールテープを取り外し、それらを引き離すことによって部品を取り外すことによって、肘の関節(#7)から同じことを行います。
注:二方向非再呼吸弁のより広範な洗浄は、追加のケアのために内部ダイヤフラムを除去するためにそれを分解することによって容易にすることができる。 -
再利用可能なコンポーネントのクリーンアップ用に消毒浴場を用意する
- ガス送出チューブ(#8)を適切に希釈し、よく混合した洗剤消毒剤で水没するのに十分な大きさの容器を充填します。この場合、水で洗剤を1:6425の比率に希釈します。
- ガス送出チューブ(#8)、双方向の非呼吸弁(#6)、肘関節(#7)、社内ゴムチューブ(#5)、チューブアダプター(#4)を、少なくとも10分間、準備された消毒槽に浸します。
- お風呂が終わった後、すべての部分を取り除き、水で十分に洗い流します。
- 清潔なカウンタートップにペーパータオルの上に置き、空気乾燥させます。
- 空気乾燥が完了したら、ペーパータオルを処分し、すべての部品を保管のために離します。
5. OCTAデータのエクスポートと分析
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OCTA データエクスポート
- OCTA コンピュータに選択したリムーバブル メディア デバイスを挿入して、OCTA データをエクスポートします。対象の件名とスキャンを検索します。
- [エクスポート]を選択して、対象となるデータの件名を .bmp 形式で含む zip フォルダをリムーバブル メディア デバイスに作成します。
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OCTA データ分析
- 追加の画像解析と処理を実行する能力を持つ実験室のコンピュータ上のOCTAデータを整理します。
- カスタム スクリプトを使用して、グローバルなしきい値技術でノイズを抑制し、追加の機能抽出を実行します。OCTA イメージをビナライズしてスケルトン化します。
- 後処理された画像上で、容器のスケルトン密度(VSD)19,26、OCTAの二項化された骨格化された画像に対して次の式で計算された画像内の容器の全線形長の無次元の尺度を計算します。19,26
ここで、iとjは、ピクセル座標(i,j),L(i,j)Li,jは非相関を表す白色のピクセルを指し、X(i,j)はi,j全てのピクセルを指し、nはピクセル配列の次元を指し、n x nピクセル19,26,26と仮定することができる。 Xこの式の分母は、スケルトン化された画像から書き込まれたものとして計算されるピクセルの総数を表しますが、画像全体の物理的領域を表すものと考えることができます。
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Representative Results
この実験からの出力は、パルスオキシメータから取られた手動測定値、ガス暴露またはOCTAスキャンのために記録されたタイミングと生のOCTA画像データで構成されています。OCTA 画像は、OCT B スキャンと、各 B スキャンに関連付けられた非相関信号で構成されます。データパラメータは、デバイスの仕様によって与えられます。中心波長1040~1060nmのスイープソースレーザープラットフォームOCTA機が使用されました。画像は20 μmの横断分解能および6.3 μmの光学軸決断を提供する。ほとんどの場合、OCTA データは、図2に示すように 2D エンフェイス形式で表示されます。このデータを定量化するために、被験者間および異なる条件間での比較を可能にする多くのメトリックが存在します。代表的なメトリックである血管骨格密度(VSD)は、図2に完全なレティナル血管造影と共に示されている。気体曝露に応じて毛細血管が血管収縮および血管状化するにつれて、毛細血管密度も変化する。ハイパーカプニック状態はVSDの増加をもたらすと予想され、高酸素状態は、室内の空気状態と比較してVSDの減少をもたらすと予想される。
図2:高酸素、室内空気、およびハイパーキャプティック状態における血管骨格密度(VSD)の代表的な結果。この図は、健康な76歳の女性被験者の3mm x 3 mm OCTA血管造影と血管密度所見を示しています。行1は、ガス呼吸挑発条件のそれぞれについて赤で表される網膜色素上皮(それぞれ100%O2、室内空気、5%CO2)の上に非相関性シグナルを有する窩を2通る単一の代表的な水平2OCT Bスキャンを示しています。行 2は、256 個の OCTA B スキャンから構成された単一の OCTAエンフェースイメージで構成され、そのうちの 1 つは行 1 に示されています。行3は、船舶が二項化および骨格化された後処理後の行2の同じOCTA画像で構成されています。行 4は、行 3 の画像からローカルに計算された VSD を示すヒート マップで構成されます。ローカル VSD ホット スポットの VSD の合計数と相対数は、列の左から右に 1 つが進むにつれて増加することに注意してください。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
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Discussion
前述の方法論は、OCTA撮像装置に変更を加えず、被検者に対する不快感やリスクを最小限に抑え、特定の時点で被検者のRVRを制御された環境で測定することを可能にするガス呼吸挑発実験の完全なプロトコルである。この設定は研究者のニーズに合わせて簡単に変更を可能にする方法で説明されています。それは別の医院の部屋に合うために追加の管を収容することができ、そのような社内の管または肘の継ぎ目のような特定の要素は省略されるか、他の部品と置き換えられる。図 1は、セットアップの主要部分であるエアコントロールユニット、非再呼吸ユニット、およびサブジェクト/イメージング デバイス ユニットが、1 つの簡単な接続で相互に接続する方法を示しています。ガス混合物は貯留器としてダグラス袋を使用して容易に制御することができる。さらに、セットアップの複数のポイントで補助モニタを追加できます。例えば、肘関節には、被験者の呼吸状態をより正確に特徴付けるために、末端潮汐CO2などの被験者の呼気中のガスを測定するために使用することができる任意のサンプリングポートが含まれています。この非再呼吸装置の強さは、診療所の状態と研究者の要件の両方に適応性にある。OCTAイメージングが使用されていますが、このガス設定で他のイメージングモダリティを実装できる可能性があります。
試験中のガスへの暴露の順序は、反応性の測定を偏らないために重要である可能性があります。Tayyariら24の研究は、高酸素ガスチャレンジの終結後に血管の血管収縮状態が持続し、超容量RVR評価に影響を与える可能性があることを示唆している。しかし、他の人は、過酸素呼吸の停止後、2.5分以内に、2.5分以内に、レチナル血管酸素化27およびレチナル血管直径16がベースラインに戻ることを示している。ガス挑発の持続時間も重要です。これまでの研究では、過酸素暴露の1分後に血管収縮が測定可能であり、発症の4〜5分後にほぼすべての血管収縮が起こったことが示されています。その後、血管径は、少なくとも20分28以上の酸素暴露で安定した状態を保つ。高カプニックガス挑発の場合、5%の二酸化炭素条件4への曝露の3分後に、眼下および静脈血管径へのピーク効果が観察された。提案される方法は、脳血管反応性に対する高カプニアの効果が1分及び4分で同等であることが示されているため、この研究は、1分間のガス非再呼吸後のイメージングを開始し、それによって、画像化および患者の不快感に要する時間を有意に29に短縮する。
マウスピースと鼻クリップを使用することで、ガスマスクを使用した実験でのセットアップが改善される場合があります。マウスピースを用いたハイオキシド状態を誘導する以前の研究では、マスクを使用した場合の5%の増加30と比較して2%15のレチナル動脈の血中酸素濃度の平均増加を指摘した。しかし、鼻クリップを追加することで、この方法は、被験者がこの以前の研究で起こったように、鼻を通して任意の量の空気を刺激する可能性を減らす必要があります。セットアップのエラーの可能性は、患者の快適さと、改変されていないOCTAシステムを使用している間にフェイスマスクを着用することの追加の合併症とバランスを取る必要があります。これらには、OCTA31でマスク用のスペースを作ることや、マスク自体32が占める大きな空間でガス交換や混合の可能性が含まれる。マウスピースのセットアップに関する1つの懸念は、高オキシア33の誘導時のCO2(PCO2)の分2圧の変化による2RVRに対する複合血管収縮効果の可能性である。この呼吸装置は、逐次再呼吸回路33、34を用いて二酸化炭素の一定末潮分分圧を維持することにより、34この交絡効果を制御するように改変してもよい。
検査中、患者は酸素が十分に酸素化しているにもかかわらず、チューブ回路を呼吸すると息切れを感じることがあります。この感覚は、チューブを通して呼吸するときのガス流に対する抵抗力の増加に起因する可能性がある。サブジェクトが混乱したり、警戒されたりしないように、いくつかの手順を実行できます。まず、ガスの再呼吸を最小限に抑えるために、被験者の口と双方向の非呼吸弁との間のデッドスペースの長さを最小限に抑えることが重要である。非常に短いセグメントであっても、被験者は呼吸がより困難であると感じることができます。したがって、任意のデータ収集の開始前にガス非呼吸装置を通して被検体を呼吸させ、被験者をセットアップに精通することが重要である。審査官は、被験者にゆっくりと深く呼吸することを思い出させ、パルスオキシメトリーの測定値を注意深く見守り、その結果を安心のために被験者に知らせるべきである。また、マウスピースが挿入されている間、被験者が快適に座って、OCTAヘッドレストに頭を簡単に置くことができることを確認してください。これは、被験者が口の中にそれを保つために力で噛む必要がないように、OCTAチンレストを通して、周りにマウスピースチューブを指示することを含みます。被験体に固定ターゲットを見つめ、眼や頭の動き(話すなど)をもたらすアクションを制限することを思い出させる。研究への参加の不快感が最も少ない場合は、被験者が実験から撤退することを奨励すべきである。
高カプニアおよび高酸素症は、特に血球力学的に正常な被験者35,36,36において本研究で見られるガス変動の大きさおよび持続時間において平均動脈圧に有意な影響を及ぼすとは考えられていない。しかし、ガス呼吸挑発時の血圧の測定は、測定手順自体が研究を混乱させたり、試験中に被験者の不安を高めたりしない場合に有用である可能性がある。RVRを評価するための好ましい刺激が平均動脈圧を増加させる場合、手握り検査37、38、3938,39または冷間圧検査40のような代替方法は、被験者の血圧をより直接的かつ効果的に増加させることができる、と考えられ得る。37
OCTAは、健康な患者と、血管密度が6%41、42,42未満の変動係数が最も多い網膜症の患者の両方において良好な訪問内および訪問間再現性を可能にする。糖尿病患者のような対象の患者集団において、血管密度に対する可変性の間セッション係数は、1ヶ月43の間隔でも6%以下であった。したがって、この方法は、RVRの縦方向の変化に従うために使用することができる。しかし、縦方向のフォローアップの間、コーヒー摂取などの血管反応性評価を後にする潜在的なコンファウンダーを追跡することが重要となる。また、45,46,47,46,47の研究対象の状態やレチン状層に応じて反応性に影響を与える日当に敏感である必要があるかもしれません。
この方法の広範な適用性にもかかわらず、患者の採用中にいくつかの要因を考慮する必要があります。この非呼吸手順は低酸素ガス混合物を使用しませんが、チューブを通して呼吸に対する抵抗力の増加は、喘息および慢性閉塞性肺疾患を含む閉塞性肺疾患を既に持つ人々にさらなるリスクをもたらす可能性がある。息切れがすでに懸念されている心臓病を持つ被験者を含む被験者の場合、研究への参加は追加の精査を受けるべきである。高血圧や糖尿病を含むより一般的な血管疾患の場合、ガスチャレンジ試験は、これらの患者集団において同様のガス組成物を用いて、これらの患者集団において、いくつかの研究88、9、48、9,48および最近記載された方法2で行われており、これらの論文には有害事象の報告はない。
さらに、OCTA画像には、その他多くの画像技術と同様に、毛細血管床49,50,50の形態を定量するために多くのパラメータを計算することができるが、OCTAスキャンの解釈に関する制限がある。変位アーチファクト、モーションアーチファクトおよび投影アーティファクト50を含むイメージング欠陥は、イメージング品質に影響を与える可能性がある。OCTAは、内皮や血管壁を可視化することなく、信号を検出するために流れに依存しています。その結果、OCTA指標には、固有の血管特性を代表するが、微小血管構造の完全な表現ではない可能性のある指標が含まれる。占体との比較により、筋血管系の実際の密度はOCTA51で評価されるよりも大きくなる可能性が示されています。さらに、10~15μm未満のマイクロ血管内の流れの時間変化は、スキャン23間でOCTA画像強度の変動を引き起こす可能性があります。これは、最小検出可能な速度を下回る流量が原因であると考えられます。
結論として、ガス交換のセットアップの利便性、材料の低コスト、および広範囲の眼科イメージング装置に適用される方法の能力は、特にOCTAシステムにおいて、眼科イメージングに関連し続けることを意味する。正と負の両方のRVR応答を刺激することによって、このセットアップはまた、現在の技術を使用して検出を回避する血管を視覚化することによって、レチナル血管疾患生理学だけでなく、OCTAシステム自体の限界を探査するために使用することができますが、追加の刺激で明らかです。
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Disclosures
カール・ツァイス・メディテックは、この記事のトピックに関連するAHKに助成金、設備、財政支援を提供しています。
Acknowledgments
この研究は、NIH K08EY027006、R01EY030564、UH3NS100614、カール・ツァイス・メディテック社(ダブリン、CA)からの研究助成金、失明防止のための研究からの無制限部門資金(ニューヨーク、ニューヨーク)によって支援されました。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 5% CO2 gas [5% CO2, 21% O2, 74% N2] (Compressed) | Institution Dependent (Praxair) | ||
| Bacdown Disinfectant Detergent | Decon Labs | 8001 | https://deconlabs.com/products/disinfectant-bdd/ |
| Clean-Bor Tubes (35 mm Inner Diameter) | Vacumed | 1011-108 | http://www.vacumed.com/zcom/product/Product.do?compid=27&skuid=1197 |
| Cuff adapter for Douglas bag filling | Vacumed | 22254 | http://www.vacumed.com/zcom/product/Product.do?compid=27&prodid=343 |
| Douglas bag (200 L capacity) | Harvard Apparatus | 500942 | https://www.harvardapparatus.com/douglas-bag.html |
| Elbow Joint (Inner Diameter 19 mm/Outer Diameter 22 mm), Modified in House | |||
| Fingertip Pulse Oximeter (Pro-Series) | CMS | CMS 500DL | https://www.walmart.com/ip/Pro-Series-CMS-500DL-Fingertip-Pulse-Oximeter-Blood-Oxygen-Saturation-Monitor-with-silicon-cover-batteries-and-lanyard/479049154 |
| Gas Delivery Tube (22 mm Inner Diameter) Modified in House | |||
| Gas filling tube (1/8" for compressed gas) | |||
| Hydrogen Peroxide Cleaner Disinfectant Wipes | Clorox Healthcare | 30824 | https://www.cloroxpro.com/products/clorox-healthcare/hydrogen-peroxide-cleaner-disinfectants/?gclid=EAIaIQobChMIk-KG4vi15QIVcRh9Ch0NNwLPEAAYASAAEgJIa_D_BwE&gclsrc=aw.ds |
| Lubricant Eye Drops | Refresh | Refresh Plus | https://www.refreshbrand.com/Products/refresh-plus |
| Manual Directional Control Valves: Three-Way T-Shape Stopcock Type (Inner Diameter 28.6 mm, Outer Diameter 35 mm) | Hans Rudolph | 2100C Series | www.rudolphkc.com |
| Medical O2 (Compressed) | Institution Dependent | ||
| Mouth piece (Silicone, Model #9061) | Hans Rudolph | 602076 | www.rudolphkc.com |
| OCTA Imaging Device (PLEX Elite 9000) | Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA, USA | https://www.zeiss.com/meditec/int/product-portfolio/optical-coherence-tomography-devices/plex-elite-9000-swept-source-oct.html | |
| Phenylephrine Hydrochloride Ophthalmic Solution, USP 2.5% | Paragon Bioteck, Inc | NDC 42702-102-15 | https://paragonbioteck.com/products/diagnostics/phenylephrine-hydrochloride-ophthalmic-solution-usp-2-5/ |
| Plastic Nose Clip Sterile Foam CS100 | Sklar Sterile | 96-2951 | https://www.sklarcorp.com/disposables/plastic/plastic-nose-clip-sterile-foam-box-of-100.html |
| Proparacaine Hydrochloride Ophthalmic Solution, USP .5% | Bausch + Lomb | NDC 24208-730-06 | https://www.bausch.com/ecp/our-products/rx-pharmaceuticals/generics |
| Regulator (tank dependent- 5% CO2: Fisherbrand Mulitstage Gas Cylinder Regulators) | Genstar Technologies Company | 10575150 | https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-multistage-cylinder-regulators-22/10575150?keyword=true |
| Regulator (tank dependent- Oxygen: Fisherbrand Multistage Gas Cylinder Regulators) | Genstar Technologies Company | 10575145 | https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-multistage-cylinder-regulators-22/10575145?keyword=true |
| Rubber Tubing (Inner diameter 19 mm, Outer diameter 27 mm), Made in House | |||
| Sealing tape- Parafilm Wrap (2" Wide) | Cole Parmer | PM992 | https://www.coleparmer.com/i/parafilm-pm992-wrap-2-wide-250-ft-roll/0672050?PubID=VV&persist=True&ip=no&gclid=EAIaIQobChMInY3vqomz5QIVfyCtBh1VSg64EAAYASAAEgJ9n_D_BwE |
| Sterile Alcohol Prep Pads | Medline | MDS090670 | https://www.medline.com/product/Sterile-Alcohol-Prep-Pads/Swab-Pads/Z05-PF03816 |
| Tropicamide Ophthalmic Solution, USP 1% | Akorn | NDC 17478-102-12 | http://www.akorn.com/prod_detail.php?ndc=17478-102-12 |
| Tubing Adapter, Made in House | |||
| Two-way non-rebreathing valve (2600 Series- Inner Diameter 28.6 mm, Outer Diameter 35 mm) | Hans Rudolph | 2600 Series, UM-112078 | www.rudolphkc.com |
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