Methodenartikel

Retinale vasculaire reactiviteit zoals beoordeeld door optische coherentie tomografie Angiografie

8.3K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/60948

⸱

26 maart 2020

 ,  , 
1Department of Ophthalmology, USC Roski Eye Institute, 2USC Ginsberg Institute for Biomedical Therapeutics, Keck School of Medicine of the University of Southern California

In dit artikel

Samenvatting

Dit artikel beschrijft een methode voor het meten van retinale vasculatuur reactiviteit in vivo met menselijke proefpersonen met behulp van een gas ademhaling provocatie techniek om vasoactieve stimuli te leveren tijdens het verwerven van retinale beelden.

Samenvatting

De vasculaire toevoer naar het netvlies is aangetoond dat dynamisch aan te passen door middel van vasoconstrictie en vasodilatatie aan de metabole eisen van het netvlies tegemoet te komen. Dit proces, aangeduid als retinale vasculaire reactiviteit (RVR), wordt bemiddeld door neurovasculaire koppeling, die zeer vroeg wordt aangetast in retinale vasculaire ziekten zoals diabetische retinopathie. Daarom kan een klinisch haalbare methode voor het beoordelen van vasculaire functie van groot belang zijn voor zowel onderzoek als klinische instellingen. Onlangs is in vivo beeldvorming van de retinale vasculatuur op capillair niveau mogelijk gemaakt door de FDA-goedkeuring van optische coherentie tomografieangiografie (OCTA), een niet-invasieve, minimale risico- en kleurstofloze angiografiemethode met capillaire niveauresolutie. Tegelijkertijd zijn fysiologische en pathologische veranderingen in RVR aangetoond door verschillende onderzoekers. De methode in dit manuscript is ontworpen om RVR te onderzoeken met behulp van OCTA zonder dat wijzigingen aan de klinische beeldvormingsprocedures of het apparaat nodig zijn. Het toont real-time beeldvorming van het netvlies en retinale vasculatuur tijdens blootstelling aan hypercapische of hyperoxische aandoeningen. Het examen is gemakkelijk uit te voeren met twee medewerkers in minder dan 30 min met een minimaal onderwerp ongemak of risico. Deze methode is aanpasbaar aan andere oogheelkundige beeldvormingsapparaten en de toepassingen kunnen variëren op basis van de samenstelling van het gasmengsel en de patiëntenpopulatie. Een kracht van deze methode is dat het mogelijk maakt voor een onderzoek van retinale vasculaire functie op het capillaire niveau bij menselijke proefpersonen in vivo. Beperkingen van deze methode zijn grotendeels die van OCTA en andere retinale imaging methoden met inbegrip van beeldvorming artefacten en een beperkt dynamisch bereik. De resultaten verkregen uit de methode zijn OCT en OCTA beelden van het netvlies. Deze beelden zijn vatbaar voor elke analyse die mogelijk is op commercieel beschikbare OCT- of OCTA-apparaten. De algemene methode kan echter worden aangepast aan elke vorm van oogheelkundige beeldvorming.

Inleiding

De metabolische vraag van het netvlies is afhankelijk van een adequate en constante toevoer van zuurstof door een goed gereguleerd systeem van arterioles, haarvaten en venules1. Verschillende studies hebben aangetoond dat de functie van groter kaliber menselijke netvliesvaten in vivo kan worden beoordeeld met verschillende fysiologische2,,3,,4,5 en farmacologische6,7 stimuli. Bovendien, abnormale functie van dit vasculaire systeem komt vaak voor bij retinale vasculaire ziekten zoals diabetische retinopathie waar retinale vasculaire reactiviteit (RVR) is aangetoond te worden verzwakt, zelfs in de vroegste stadia8,9 door zowel gas provocatie9 en flikkerende licht experimenten5,10,11. Retinale vasculaire risicofactoren zoals roken zijn ook gecorreleerd met verminderde RVR12 en retinale bloedstroom13. Deze bevindingen zijn belangrijk omdat de klinische symptomen van retinale vasculaire aandoeningen relatief laat in het ziekteproces optreden en bewezen vroege klinische markers van de ziekte ontbreken14. Zo kan het beoordelen van RVR nuttige maatregelen van vasculaire integriteit bieden voor de vroege beoordeling van afwijkingen die netvliesdegeneratieve ziekten kunnen initiëren of verergeren.

Eerdere RVR experimenten hebben meestal vertrouwd op apparaten zoals een laser bloedstroomteller9 of fundus camera's uitgerust met speciale filters15 voor retinale beeld verwerving. Echter, deze technologieën zijn geoptimaliseerd voor grotere diameter vaten zoals arterioles16 en venules15, die niet waar gas, micronutriënten en moleculaire uitwisseling optreden. Een meer recente studie was in staat om de RVR van haarvaten te kwantificeren met behulp van adaptieve optische beeldvorming17, maar ondanks de verbeterde ruimtelijke resolutie, deze beelden hebben een kleinere veldgrootte en zijn niet FDA goedgekeurd voor klinisch gebruik18.

De recente komst van optische coherentie tomografie angiografie (OCTA) heeft een FDA goedgekeurde, niet-invasieve en kleurstofloze angiografische methode voor de beoordeling van capillaire niveau veranderingen bij menselijke patiënten en proefpersonen in vivo. OCTA wordt algemeen aanvaard in de klinische praktijk als een effectief instrument voor de beoordeling van bijzondere waardevermindering in capillaire perfusie in retinale vasculaire ziekten zoals diabetische retinopathie19, retinale veneuze occlusies20, vasculitis21 en vele anderen22. OCTA biedt daarom een uitstekende gelegenheid voor de evaluatie van capillaire niveauveranderingen, die significante ruimtelijke en temporele heterogeniteit23 evenals pathologische veranderingen kunnen hebben, in een klinische omgeving. Onze groep heeft onlangs aangetoond dat OCTA kan worden gebruikt om de responsiviteit van retinale vaten op capillair niveau2 te kwantificeren tot fysiologische veranderingen in geïnspireerde zuurstof, dat is een retinale vasoconstrictieve stimulus16,24, en kooldioxide, dat is een retinale vaatverwijdende stimulus3,5.

Het doel van dit artikel is om een protocol te beschrijven waarmee de lezer de retinale vasculaire reactiviteit van de kleinere arterioles en capillaire bed met octa kan beoordelen. De methoden zijn aangepast aan die in Lu et al.25 die de meting van cerebrovasculaire reactiviteit met magnetische resonantie beeldvorming beschreven. Hoewel de huidige methoden werden ontwikkeld en gebruikt tijdens OCTA imaging2,zijn ze van toepassing op andere retinale beeldvormingsapparaten met relatief eenvoudige en voor de hand liggende wijzigingen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Deze studie werd goedgekeurd door de University of Southern California Institutional Review Board en hield zich aan de principes van de Verklaring van Helsinki.

1. Installatie van gasniet-ademende apparatuur

figure-protocol-1
Figuur 1: Diagram van het niet-herademende apparaat. De volledige opstelling is opgesplitst in drie afzonderlijke eenheden op basis van hun functie en de frequentie waarmee ze onafhankelijk worden behandeld. Deze omvatten: de Air-Control Unit, de Non-rebreathing Unit, en de Subject / Imaging Device Unit Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

  1. Apparaatmontage
    1. Sluit de Douglas-zak (figuur 1,#1) aan op de driewegklep (#3) bij een selectieve inlaatpoort via de buis met een binnendiameter van 35 mm (#2; zie Materiaaltafel)met adapter (#2*). Deze combinatie wordt de "Air Control Unit" genoemd, zoals afgebeeld in figuur 1.
    2. Sluit de tweeweg niet-herademende klep (#6) aan op de elleboogverbinding (#7) in de mondpoort van de niet-herademende klep. Vorm de verbinding met behulp van een rubberen buis (#5) voorzien van een adapter (#4).
    3. Sluit het ellebooggewricht aan op de gastoevoerbuis (#8). Deze opstelling, met inbegrip van de niet-rebreathing klep (#6), in-house buizen (#5), adapters (#4), ellebooggewricht (#7), en gas levering buizen (#8) zal worden genoemd de "Niet-rebreathing Unit".
      LET OP: Minimaliseer de hoeveelheid dode ruimte tussen de mond van het onderwerp en het middenrif van de tweeweg niet-ademende klep (#6).
    4. Sluit de air control unit aan in de uitlaatpoort van de driewegklep (#3) op de Niet-herinkeereenheid in de inlaatpoort van de tweeweg niet-herbeademingsklep (#6). Maak de verbinding met behulp van extra rubberen buizen (#5) en adapters (#4) zoals eerder beschreven die het mogelijk maken de stukken worden ingevoegd in elkaar.
    5. Sluit alle losse verbindingen af door de gewrichten te verpakken met afdichtingstape om een hermetische pasvorm te garanderen.
    6. Sluit de gastoevoerslang (#8) aan het open uiteinde aan op een mondstuk (#9), zoals weergegeven in de eenheid Subject/Imaging Device van figuur 1.
      LET OP: Deze stap (1.1.6) kan worden uitgesteld totdat de onderwerptests klaar zijn om te beginnen (stap 3.5).
  2. Voorbereiding van de luchtcontrole-eenheid voor gasniet-ademhaling
    1. Isoleer de Air Control Unit door deze los te koppelen van een in-house buizen (#5) of adapters (#4) als deze nog niet gescheiden is.
    2. Zorg ervoor dat de Douglas-zak (#1) de Douglas-zak (#1) van alle lucht leeg is door de zak systematisch van het distale uiteinde naar de inlaatpoort van de zak te rollen met de driewegklep (#3) ingesteld op configuratie 1 zoals afgebeeld in figuur 1.
    3. Vul de Douglas zak (#1) met het juiste gasmengsel.
      1. Als alleen room-air niet-rebreathing is bedoeld, stelt u de driewegklep in op Configuratie 2 (weergegeven in figuur 1)en vul de Douglas-zak (#1) niet. Ga anders verder met de stappen die omvatten stap 1.2.3.
      2. Sluit de Air Control Unit (zie figuur 1)in de uitlaatpoort van de driewegklep (#3) aan op een gasfles (met het gewenste luchtmengsel) met behulp van de juiste adapters en buizen. Gebruik een manchetadapter om een 1/8" gasvulbuis te monteren aan de buitendiameter van de driewegklep (#3).
      3. Stel de driewegklepassemblage in op Configuratie 1 (zoals afgebeeld in figuur 1)om het beoogde gas uit de opslagcilinder in de Douglas-zak (#1) te laten stromen. Open de gasfles.
      4. Zodra de Douglas zak (#1) is gevuld tot het beoogde volume (meestal half gevuld), sluit de gasfles uitlaat en zet de drie-weg klep op Configuratie 2, die het gas isoleert in de Douglas zak (#1). Koppel de Air Control Unit los van alle buizen die worden gebruikt om de Douglas-zak (#1) te vullen.

2. Voorbereiding van het onderwerp voor beeldvorming

  1. Nadat het onderwerp toestemming geeft om deel te nemen aan het onderzoek, zit het onderwerp achter de OCTA imaging device. Leg de testprocedures uit aan het onderwerp.
  2. Bevestig de medische voorgeschiedenis van het onderwerp om ervoor te zorgen dat het onderwerp geen bestaande medische aandoeningen heeft die het risico op deelname aan de studie verhogen.
    LET OP: Reeds bestaande hart- en vaatziekten of longziekten zijn risicofactoren waarvoor proefpersonen kunnen worden uitgesloten van deelname. Het is essentieel dat het onderwerp begrijpen dat ze de procedure op elk moment kunnen stoppen om welke reden dan ook, zoals licht in het hoofd of een extra onverwacht ongemak.
  3. Bepaal het oog dat moet worden beoordeeld volgens het testprotocol. Eén oog mag alleen worden afgebeeld om de testtijd te beperken en de potentiële ongemakken van het gas niet-rebreathing te minimaliseren.
  4. Overweeg oogverwijding als het onderwerp een pupilgrootte van ongeveer 2,5 mm of minder heeft. Hoewel dilatatie niet verplicht is, verhoogt het de kans op het verwerven van afbeeldingen van goede kwaliteit. Om te verwijden, inboezemen een daling elk van 0,5% proparacaine hydrochloride oogheelkundige oplossing, 1% tropicamide oogheelkundige oplossing en 2,5% fenylephrine hydrochloride oogheelkundige oplossing. Volledige dilatatie moet plaatsvinden binnen 10-15 min.

3. Gas Provocatie Experiment en Image Acquisition

  1. Maak een profiel voor de patiënt in de OCTA-machine.
  2. Draag handschoenen.
  3. Veeg de OCTA-hoofd- en kinsteun af met een alcoholuitstrijkje om de setup te desinfecteren.
  4. Bevrijd het mondstuk (#9) uit de steriele verpakking.
    LET OP: Niet zoveel mogelijk het mondstuk aanraken, aangezien deze component direct contact maakt met de slijmvoering van de mond van het onderwerp
  5. Sluit het mondstuk (#9) aan op gastoevoerbuizen (#8)
  6. Plaats een pulsoximeter op de vinger van de proefpersonen en begin met het monitoren van zuurstofverzadigingsniveaus en puls.
    LET OP: Zodra het onderwerp het gewenste luchtmengsel begint in te ademen, moet de pulsoximeter continu door de examinator worden gecontroleerd. Als de zuurstofverzadiging van het onderwerp onder de 94% daalt, moet het experiment als voorzorgsmaatregel worden gestopt en moet het onderwerp worden waargenomen totdat het terugkeert naar de basislijn.
  7. Pas de hoogte van de OCTA-opstelling aan, zodat het onderwerp gemakkelijk zijn kin op de kinsteun (#11) kan laten rusten zonder hun nek te verlengen of te buigen.
  8. Loop de gastoevoerslang (#8) met mondstuk (#9) bevestiging door het hoofd en kin rust met het mondstuk (#9) naar de patiënt. Laat de slang lus door de machine oppposite de zijkant van het oog dat het onderwerp heeft afgebeeld.
  9. Steek het mondstuk in de mond van de patiënt. Moedig het onderwerp aan om te oefenen met ademhalen via de niet-herademende opstelling om vertrouwdheid met het apparaat te creëren. Zorg ervoor dat het onderwerp diep ademt om gasuitwisseling te vergemakkelijken.
  10. Plaats de neusclip (#10) op het onderwerp om ervoor te zorgen dat ze ademen door het mondstuk.
  11. Houd de driewegklep op configuratie 2 of wijzig deze in Configuratie 1, afhankelijk van of er beelden worden verkregen voor respectievelijk blootstelling aan ruimtelucht of een specifiek gasmengsel. Let voor toekomstige referentie op de tijd als het begin van gasinademing.
  12. Laat het onderwerp hun kin op het rechter- of linkergedeelte van de kinsteun (#11) plaatsen volgens het oog dat is geselecteerd voor beeldvorming.
  13. Zorg ervoor dat ze hun hoofd naar voren bewegen totdat hun voorhoofd stevig in contact staat met de hoofdsteun (#11).
  14. Leg de OCTA-scan van belang vast, zoals bepaald door het testprotocol. In deze studie werden drie 3 mm x 3 mm beelden gecentreerd op de fovea vastgelegd na 1 min gasademhaling.
    1. Laat het onderwerp hun hoofd naar voren en nog steeds terwijl fixeren op het doel in het midden van hun uitzicht
    2. In het live beeld gezien in de iris weergave, centreren de scan.
    3. Breng de iris in beeld door de kinsteun in of uit te bewegen met behulp van de pijlen links-rechts.
    4. Zorg ervoor dat de foveal dip is gecentreerd in de OCT-scan, die standaard moet optreden.
    5. Neem een foto. Scannen duurt meestal enkele seconden op een OCTA-machine.
    6. Bekijk de OCTA-afbeelding na de voltooiing van de scan en zorg ervoor dat deze van voldoende kwaliteit is. Signaalsterkte moet een 7 of beter zijn op een schaal van 10 punten die door de OCTA-fabrikant wordt geleverd.
    7. Selecteer opslaan of opnieuw scannen van het oog.
    8. Herhaal stap 3.14.1–3.14.7 voor zoveel mogelijk scans gewenst.
    9. Laat het onderwerp achterover leunen van de machine. Verwijder de neusclip (#10) en het mondstuk (#9) wanneer er geen scans meer van het oog met dit gasmengsel nodig zijn.
  15. Laat proefpersonen een pauze van2 2 minuten verbreken voordat u met CO 2-gasprovocatie-experimenten begint.
  16. Vul de Douglas-zak met het eerste gewenste luchtmengsel (bestaande uit 5% CO2,21% zuurstof en 74% stikstof) zoals gespecificeerd in stap 1.2. De driewegklep bevindt zich na deze stap in Configuratie 2.
  17. Volledige gasniet-ademende apparatuur setup door het aansluiten van de Air Control Unit aan de Niet-rebreathing Unit zoals weergegeven in figuur 1 en beschreven in stap 1.1.4. Zorg ervoor dat alle gewrichten luchtdicht zijn met afdichttape.
  18. Herhaal stap 3.9–3.14, maar stel nu de driewegklep in op Configuratie 1 wanneer deze in stap 3.11 wordt gericht.
  19. Geef proefpersonen een pauze van 10 min na de CO2-gasprovocatie om een terugkeer naar de basislijn mogelijk te maken.
  20. Terwijl het onderwerp is op pauze, vul de Douglas zak met 100% O2 volgens stap 1.2.
  21. Herhaal stap 3.17–3.18 om het experiment uit te voeren onder 100% O2 gasprovocatievoorwaarden.

4. Experimentele clean-up

  1. Gooi de wegwerpelementen van de opstelling weg: het mondstuk (#9) en de neusclip van het onderwerp (#10).
  2. Reinig het hoofd en de kinrust (#11) met behulp van een alcoholwattenstaafje. Veeg de onderwerpstoel, OCTA-tafel en OCTA-handgrepen af met een ontsmettingsmiddel om het dolende speeksel te verwijderen.
  3. Koppel de installatie los in de basiscomponenten - de Air Control Unit en Non-rebreathing Unit - aan de driewegklep (#3).
  4. Aangezien er geen lucht uit het onderwerp zou moeten hebben bereikt de elementen van de Air Control Unit, leeg de Douglas zak volgens stap 1.2.2 en plaats in een locatie voor toekomstige ophalen. Koppel de clean-bor buis (#2) los met adapter (#2*) en driewegklep (#3) indien gewenst van de Douglas-zak voor een eenvoudigere opslag. Dit maakt de Air Control Unit schoon.
  5. Verwijder de gastoevoerbuis (#8) van de niet-herinademingseenheid door deze los te koppelen van het ellebooggewricht (#7). Koppel de in-house rubberen buizen (#5) en buizenadapters (#4) los van de tweeweg niet-herademende klep (#6). Doe vervolgens hetzelfde vanaf het ellebooggewricht (#7) door de afdichtingstape te verwijderen en de onderdelen los te maken door ze uit elkaar te trekken.
    LET OP: Een uitgebreidere reiniging van de tweewegniet-herademende klep kan worden vergemakkelijkt door het demonteren om de interne diafragma's te verwijderen voor extra verzorging.
  6. Bereid een ontsmettingsmiddel bad voor het opruimen van de herbruikbare componenten
    1. Vul een container groot genoeg om de gastoevoerslang (#8) onder te dompelen met een goed verdund en goed gemengd wasmiddelontsmettingsmiddel. Verdun in dit geval het wasmiddel met water tot een verhouding van 1:6425.
  7. Week de gastoevoerbuizen (#8), tweerichtingsniet-rebreathingklep (#6), ellebooggewricht (#7), in-house rubberbuizen (#5) en buizenadapters (#4) in het bereide ontsmettingsmiddelen bad gedurende ten minste 10 min.
  8. Verwijder alle onderdelen nadat het bad voorbij is en spoel ze grondig af met water.
  9. Leg ze op een papieren handdoek op een schoon aanrecht om luchtgedroogd te worden.
  10. Zodra het drogen van de lucht is voltooid, gooi de papieren handdoek weg en plaats alle onderdelen weg voor opslag.

5. Export en analyse van gegevens van de OCTA

  1. Octa-gegevensexporteren
    1. Exporteer OCTA-gegevens door een verwisselbaar mediaapparaat naar keuze in de OCTA-computer in te voegen. Zoek het onderwerp en de scan van belang.
    2. Selecteer Exporteren om een zip-map te maken met gegevens van het onderwerp van interesse in een .bmp-indeling op het verwisselbare mediaapparaat.
  2. OCTA-gegevensanalyse
    1. Organiseer de OCTA-gegevens op een laboratoriumcomputer met de mogelijkheid om aanvullende beeldanalyse en -verwerking uit te voeren.
    2. Gebruik een aangepast script om ruis te onderdrukken met een globale drempeltechniek en extra functieextractie uit te voeren. Binarize en skeletten van de OCTA beelden.
    3. Bereken op de post-verwerkte beelden de skeletdichtheid van het vaartuig (VSD)19,26, een dimensieloze maat van de totale lineaire lengte van vaten in een afbeelding berekend door de volgende vergelijking die wordt uitgevoerd op een geskeletteerd geskeletteerd beeld van de OCTA:
      figure-protocol-2
      waar i en j verwijzen naar pixel coördinaat(i,j), L(i,j) verwijst naar witte pixels die decorrelatie, X(i,j) verwijst naar alle pixels, en n verwijst naar de afmetingen van de pixel array, die kan worden aangenomen dat n x n pixels19,26. De noemer van deze vergelijking vertegenwoordigt het totale aantal pixels dat wordt berekend zoals geschreven op basis van het geskeletteerde beeld, maar kan worden beschouwd als een vertegenwoordiging van het fysieke gebied van de hele afbeelding.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

De output van dit experiment bestaat uit de handmatige metingen van de pulsoximeter, de timing die wordt vermeld voor blootstelling aan gas of OCTA-scanning en de ruwe OCTA-beeldvormingsgegevens. Een OCTA-afbeelding bestaat uit de OCT B-scans en het decorrelatiesignaal dat bij elke B-scan is gekoppeld. De gegevensparameters worden gegeven door de specificaties van het apparaat. Een geveegde bron laserplatform OCTA machine met een centrale golflengte van 1040-1060 nm werd gebruikt. De beelden bieden een transversale resol...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

De zojuist beschreven methode is het volledige protocol voor een provocatieexperiment voor gasademhaling dat het mogelijk maakt om de RVR van een onderwerp in een gecontroleerde omgeving te meten op specifieke tijdpunten zonder wijzigingen aan het OCTA-beeldvormingsapparaat en een minimaal ongemak of risico voor het onderwerp. Deze setup wordt beschreven op een manier die het mogelijk maakt voor eenvoudige wijzigingen aan de behoeften van de onderzoeker te passen. Het is geschikt voor extra buizen om verschillende klinie...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

Carl Zeiss Meditec heeft subsidiefinanciering, apparatuur en financiële steun aan AHK met betrekking tot het onderwerp van dit artikel.

Dankbetuigingen

Dit werk werd ondersteund door NIH K08EY027006, R01EY030564, UH3NS100614, Research Grants van Carl Zeiss Meditec Inc (Dublin, CA) en Unrestricted Department Funding from Research to Prevent Blindness (New York, NY).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
5% CO2 gas [5% CO2, 21% O2, 74% N2] (Compressed)Institution Dependent (Praxair)
Bacdown Disinfectant DetergentDecon Labs8001https://deconlabs.com/products/disinfectant-bdd/
Clean-Bor Tubes (35 mm Inner Diameter)Vacumed1011-108http://www.vacumed.com/zcom/product/Product.do?compid=27&skuid=1197
Cuff adapter for Douglas bag fillingVacumed22254http://www.vacumed.com/zcom/product/Product.do?compid=27&prodid=343
Douglas bag (200 L capacity)Harvard Apparatus500942https://www.harvardapparatus.com/douglas-bag.html
Elbow Joint (Inner Diameter 19 mm/Outer Diameter 22 mm), Modified in House
Fingertip Pulse Oximeter (Pro-Series)CMSCMS 500DLhttps://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 WipesClorox Healthcare30824https://www.cloroxpro.com/products/clorox-healthcare/hydrogen-peroxide-cleaner-disinfectants/?gclid=EAIaIQobChMIk-KG4vi15QIVcRh9Ch0NNwLPEAAYASAAEgJIa_D_BwE&gclsrc=aw.ds
Lubricant Eye DropsRefreshRefresh Plushttps://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 Rudolph2100C Serieswww.rudolphkc.com
Medical O2 (Compressed)Institution Dependent
Mouth piece (Silicone, Model #9061)Hans Rudolph602076www.rudolphkc.com
OCTA Imaging Device (PLEX Elite 9000)Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA, USAhttps://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, IncNDC 42702-102-15https://paragonbioteck.com/products/diagnostics/phenylephrine-hydrochloride-ophthalmic-solution-usp-2-5/
Plastic Nose Clip Sterile Foam CS100Sklar Sterile96-2951https://www.sklarcorp.com/disposables/plastic/plastic-nose-clip-sterile-foam-box-of-100.html
Proparacaine Hydrochloride Ophthalmic Solution, USP.5%Bausch + LombNDC 24208-730-06https://www.bausch.com/ecp/our-products/rx-pharmaceuticals/generics
Regulator (tank dependent- 5% CO2: Fisherbrand Mulitstage Gas Cylinder Regulators)Genstar Technologies Company10575150https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-multistage-cylinder-regulators-22/10575150?keyword=true
Regulator (tank dependent- Oxygen: Fisherbrand Multistage Gas Cylinder Regulators)Genstar Technologies Company10575145https://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 ParmerPM992https://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 PadsMedlineMDS090670https://www.medline.com/product/Sterile-Alcohol-Prep-Pads/Swab-Pads/Z05-PF03816
Tropicamide Ophthalmic Solution, USP 1%AkornNDC 17478-102-12http://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 Rudolph2600 Series, UM-112078www.rudolphkc.com

Referenties

  1. Country, M. W. Retinal metabolism: A comparative look at energetics in the retina. Brain Research. 1672, 50-57 (2017).
  2. Ashimatey, B. S., Green, K. M., Chu, Z., Wang, R. K., Kashani, A. H. Impaired Retinal Vascular Reactivity in Diabetic Retinopathy as Assessed by Optical Coherence Tomography Angiography. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 60 (7), 2468(2019).
  3. Hickam, J. B. M. D., Frayser, R. P. D. Studies of the Retinal Circulation in Man: Observations on Vessel Diameter, Arteriovenous Oxygen Difference, and Mean Circulation Time. Circulation. 33 (2), 302-316 (1966).
  4. Dorner, G. T., Garhoefer, G., Zawinka, C., Kiss, B., Schmetterer, L. Response of Retinal Blood Flow to CO2 -Breathing in Humans. European Journal of Ophthalmology. 12 (6), 459-466 (2002).
  5. Linsenmeier, R. A., Zhang, H. F. Retinal oxygen: from animals to humans. Progress in Retinal and Eye Research. 58, 115-151 (2017).
  6. Eliakim, M., Mor, I., Michaelson, I. C. Assessment of pharmacologic effects on the retinal circulation of hypertensive subjects by a quantitative method. Microvascular Research. 4 (4), 374-383 (1972).
  7. Gilmore, E. D., et al. Retinal arteriolar hemodynamic response to an acute hyperglycemic provocation in early and sight-threatening diabetic retinopathy. Microvascular Research. 73 (3), 191-197 (2007).
  8. Hickam, J. B., Sieker, H. O. Retinal Vascular Reactivity in Patients with Diabetes Mellitus and with Atherosclerosis. Circulation. 22 (2), 243-246 (1960).
  9. Gilmore, E. D., et al. Retinal Arteriolar Diameter, Blood Velocity, and Blood Flow Response to an Isocapnic Hyperoxic Provocation in Early Sight-Threatening Diabetic Retinopathy. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 48 (4), 1744(2007).
  10. Garhofer, G. Reduced response of retinal vessel diameters to flicker stimulation in patients with diabetes. British Journal of Ophthalmology. 88 (7), 887-891 (2004).
  11. Felder, A. E., Wanek, J., Blair, N. P., Shahidi, M. Inner Retinal Oxygen Extraction Fraction in Response to Light Flicker Stimulation in Humans. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 56 (11), 6633-6637 (2015).
  12. Rose, K., Flanagan, J. G., Patel, S. R., Cheng, R., Hudson, C. Retinal Blood Flow and Vascular Reactivity in Chronic Smokers. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 55 (7), 4266(2014).
  13. Omae, T., Nagaoka, T., Yoshida, A. Effects of Habitual Cigarette Smoking on Retinal Circulation in Patients With Type 2 Diabetes. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 57 (3), 1345(2016).
  14. Pusparajah, P., Lee, L. H., Abdul Kadir, K. Molecular Markers of Diabetic Retinopathy: Potential Screening Tool of the Future. Frontiers in Physiology. 7, (2016).
  15. Hammer, M., Vilser, W., Riemer, T., Schweitzer, D. Retinal vessel oximetry-calibration, compensation for vessel diameter and fundus pigmentation, and reproducibility. Journal of Biomedical Optics. 13 (5), 054015(2008).
  16. Gilmore, E. D., Hudson, C., Preiss, D., Fisher, J. Retinal arteriolar diameter, blood velocity, and blood flow response to an isocapnic hyperoxic provocation. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 288 (6), 2912-2917 (2005).
  17. Duan, A., Bedggood, P. A., Metha, A. B., Bui, B. V. Reactivity in the human retinal microvasculature measured during acute gas breathing provocations. Scientific Reports. 7 (1), 2113(2017).
  18. Burns, S. A., Elsner, A. E., Sapoznik, K. A., Warner, R. L., Gast, T. J. Adaptive optics imaging of the human retina. Progress in Retinal and Eye Research. 68, 1-30 (2019).
  19. Kim, A. Y., Chu, Z., Shahidzadeh, A., Wang, R. K., Puliafito, C. A., Kashani, A. H. Quantifying Microvascular Density and Morphology in Diabetic Retinopathy Using Spectral-Domain Optical Coherence Tomography Angiography. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 57 (9), (2016).
  20. Koulisis, N., et al. Quantitative microvascular analysis of retinal venous occlusions by spectral domain optical coherence tomography angiography. PLOS ONE. 12 (4), 0176404(2017).
  21. Kim, A. Y., et al. Quantifying Retinal Microvascular Changes in Uveitis Using Spectral-Domain Optical Coherence Tomography Angiography. American Journal of Ophthalmology. 171, 101-112 (2016).
  22. Kashani, A. H., et al. Optical coherence tomography angiography: A comprehensive review of current methods and clinical applications. Progress in Retinal and Eye Research. 60, 66-100 (2017).
  23. Yu, D. Y., et al. Retinal capillary perfusion: Spatial and temporal heterogeneity. Progress in Retinal and Eye Research. 70, 23-54 (2019).
  24. Tayyari, F., et al. The Relationship between Retinal Vascular Reactivity and Arteriolar Diameter in Response to Metabolic Provocation. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 50 (10), 4814(2009).
  25. Lu, H., Liu, P., Yezhuvath, U., Cheng, Y., Marshall, O., Ge, Y. MRI Mapping of Cerebrovascular Reactivity via Gas Inhalation Challenges. Journal of Visualized Experiments. (94), e52306(2014).
  26. Reif, R., Qin, J., An, L., Zhi, Z., Dziennis, S., Wang, R. Quantifying Optical Microangiography Images Obtained from a Spectral Domain Optical Coherence Tomography System. International Journal of Biomedical Imaging. 2012, 1-11 (2012).
  27. Olafsdottir, O. B., Eliasdottir, T. S., Kristjansdottir, J. V., Hardarson, S. H., Stefánsson, E. Retinal Vessel Oxygen Saturation during 100% Oxygen Breathing in Healthy Individuals. PLOS ONE. 10 (6), 0128780(2015).
  28. Kiss, B., et al. Retinal Blood Flow during Hyperoxia in Humans Revisited: Concerted Results Using Different Measurement Techniques. Microvascular Research. 64 (1), 75-85 (2002).
  29. Yezhuvath, U. S., Lewis-Amezcua, K., Varghese, R., Xiao, G., Lu, H. On the assessment of cerebrovascular reactivity using hypercapnia BOLD MRI. NMR in biomedicine. 22 (7), 779-786 (2009).
  30. Hardarson, S. H., et al. Automatic Retinal Oximetry. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 47 (11), 5011(2006).
  31. Sousa, D. C., Leal, I., Moreira, S., Dionísio, P., Abegão Pinto, L., Marques-Neves, C. Hypoxia challenge test and retinal circulation changes - a study using ocular coherence tomography angiography. Acta Ophthalmologica. 96 (3), 315-319 (2018).
  32. Slessarev, M., Somogyi, R., Preiss, D., Vesely, A., Sasano, H., Fisher, J. A. Efficiency of oxygen administration: Sequential gas delivery versus "flow into a cone" methods. Critical Care Medicine. 34 (3), 829-834 (2006).
  33. Gilmore, E. D., Hudson, C., Venkataraman, S. T., Preiss, D., Fisher, J. Comparison of Different Hyperoxic Paradigms to Induce Vasoconstriction: Implications for the Investigation of Retinal Vascular Reactivity. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 45 (9), 3207(2004).
  34. Shahidi, A. M., Patel, S. R., Huang, D., Tan, O., Flanagan, J. G., Hudson, C. Assessment of total retinal blood flow using Doppler Fourier Domain Optical Coherence Tomography during systemic hypercapnia and hypocapnia. Physiological Reports. 2 (7), 12046(2014).
  35. Maleki, N., et al. The Effect of Hypercarbia and Hyperoxia on the Total Blood Flow to the Retina as Assessed by Magnetic Resonance Imaging. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 52 (9), 6867(2011).
  36. Smit, B., Smulders, Y. M., vander Wouden, J. C., Oudemans-van Straaten, H. M., Spoelstra-de Man, A. M. E. Hemodynamic effects of acute hyperoxia: systematic review and meta-analysis. Critical Care. 22 (1), 45(2018).
  37. Piccolino, F. P., Cagini, C., Fruttini, D., Nicolò, M., Eandi, C. M., Tito, S. Retinal Vascular Reactivity in Central Serous Chorioretinopathy. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 59 (11), 4425(2018).
  38. Sousa, D. C., et al. A Protocol to Evaluate Retinal Vascular Response Using Optical Coherence Tomography Angiography. Frontiers in Neuroscience. 13, 566(2019).
  39. Robinson, F., Riva, C. E., Grunwald, J. E., Petrig, B. L., Sinclair, S. H. Retinal Blood Flow Autoregulation in Response to on Acute Increase in Blood Pressure. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 27 (5), 5(1986).
  40. Gherghel, D., Hosking, S. L., Cunliffe, I. A. Abnormal Systemic and Ocular Vascular Response to Temperature Provocation in Primary Open-Angle Glaucoma Patients: A Case for Autonomic Failure. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 45 (10), 3546(2004).
  41. You, Q., et al. Reproducibility of vessel density measurement with Optical Coherence Tomography Angiography in eyes with and without retinopathy. Retina. 37 (8), 1475-1482 (2017).
  42. Lei, J., et al. Repeatability and Reproducibility of Superficial Macular Retinal Vessel Density Measurements Using Optical Coherence Tomography Angiography En Face Images. JAMA Ophthalmology. 135 (10), 1092(2017).
  43. Czakó, C., et al. Intrasession and Between-Visit Variability of Retinal Vessel Density Values Measured with OCT Angiography in Diabetic Patients. Scientific Reports. 8 (1), 10598(2018).
  44. Field, A. S., Laurienti, P. J., Yen, Y. F., Burdette, J. H., Moody, D. M. Dietary Caffeine Consumption and Withdrawal: Confounding Variables in Quantitative Cerebral Perfusion Studies. Radiology. 227 (1), 129-135 (2003).
  45. Baek, S. U., et al. Diurnal change of retinal vessel density and mean ocular perfusion pressure in patients with open-angle glaucoma. PLOS ONE. 14 (4), 0215684(2019).
  46. Müller, V. C., Storp, J. J., Kerschke, L., Nelis, P., Eter, N., Alnawaiseh, M. Diurnal variations in flow density measured using optical coherence tomography angiography and the impact of heart rate, mean arterial pressure and intraocular pressure on flow density in primary open-angle glaucoma patients. Acta Ophthalmologica. 97 (6), (2019).
  47. Sarwar, S., et al. Diurnal variation of choriocapillaris vessel flow density in normal subjects measured using optical coherence tomography angiography. International Journal of Retina and Vitreous. 4 (1), 37(2018).
  48. Liu, P., De Vis, J. B., Lu, H. Cerebrovascular reactivity (CVR) MRI with CO2 challenge: A technical review. NeuroImage. 187, 104-115 (2019).
  49. Ting, D. S. W., et al. Optical Coherence Tomographic Angiography in Type 2 Diabetes and Diabetic Retinopathy. JAMA Ophthalmology. 135 (4), 306(2017).
  50. Spaide, R. F., Fujimoto, J. G., Waheed, N. K., Sadda, S. R., Staurenghi, G. Optical coherence tomography angiography. Progress in retinal and eye research. 64, 1-55 (2018).
  51. An, D., et al. Quantitative comparisons between optical coherence tomography angiography and matched histology in the human eye. Experimental Eye Research. 170, 13-19 (2018).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

OCTA beeldvorminggastoevoerapparaatvaatdensiteithypercapnische hyperoxische conditiesniet invasieve retinale beeldvorminganalyse op capillair niveauOCTA angiogrambeoordeling van de retinale vasculatuur

Gerelateerde artikelen