Name: Reakcja siatki beleczkowej na wzrost ciśnienia w żywym ludzkim oku (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 3 s
Description: Poznaj metodę oceny reakcji siatki beleczkowej na wzrost ciśnienia wewnątrzgałkowego w żywym ludzkim oku przy użyciu optycznej tomografii koherentnej. Technika ta pozwala badać mechaniczne właściwości siatki beleczkowej.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Częściowo wspierane przez kontrakty National Institute of Health R01-EY13178 i P30-EY08098 (Bethesda, MD), Eye and Ear Foundation (Pittsburgh, PA), oraz nieograniczone granty z Research to Prevent Blindness (Nowy Jork, NY).

Oświadczenie etyczne: Przed rozpoczęciem rekrutacji przedmiotów uzyskano zgodę Instytucjonalnej Komisji Rewizyjnej Szkoły Medycznej Uniwersytetu w Pittsburghu. Wszyscy uczestnicy wyrazili pisemną świadomą zgodę przed udziałem w badaniu.
1. Akwizycja danych
<ol>
	<li>Wzrost ciśnienia
	<ol>
		<li>Wykonaj pomiary podstawowe (pomiary IOP i OCT), wkraplając jedną kroplę 0,5% proparakainy do oka. Odczekaj 3 minuty na skuteczność.</li>
		<li>Delikatnie uciskaj twardówkę skroniową za pomocą oftalmodynamometru, 30 g w kohorcie 1 i 5, a następnie 10 g w kohorcie 2. Następnie wykonaj żądane pomiary (IOP i OCT) w następujący sposób
		<ol>
			<li>Pomiary ciśnienia wewnątrzgałkowego
			<ol>
				<li>Zmierz bazową liczbę operacji we/wy (IOP). Zwiększyć ciśnienie zgodnie z opisem w sekcji 1.1.</li>
				<li>W kohorcie 1 wkraplania jedną kroplę 0,5% proparakainy, odczekaj 3 minuty na skuteczność i zastosuj 30 g nacisku na twardówkę. Podczas wywierania nacisku zmierz ciśnienie IOP za pomocą tonometru, postępując zgodnie z instrukcjami producenta.</li>
				<li>W kohorcie 2 wkropl jedną kroplę 0,5% proparakainy, odczekaj 3 minuty na skuteczność i zastosuj 5 g ciśnienia twardówki za pomocą oftalmodynamometru. Zmierz ciśnienie wewnątrzgałkowe podczas wzrostu ciśnienia za pomocą tonometru zgodnie z instrukcjami producenta.
				<ol>
					<li>Odczekaj 5 minut po pomiarze 5 g.</li>
					<li>Zastosuj 10 g ciśnienia twardówki za pomocą oftalmodynamometru i zmierz ciśnienie wewnątrzgałkowe podczas podnoszenia ciśnienia za pomocą tonometru zgodnie z instrukcjami producenta. Zapisz ciśnienie wewnątrzgałkowe i stan (tj. wartość wyjściową lub 10 g) w protokole badania.</li>
				</ol>
				</li>
			</ol>
			</li>
			<li>Skanowanie OCT
			<ol>
				<li>Umieść obiekt przy skanerze OCT. Wprowadź dane demograficzne pacjentów dla nowych uczestników lub przywołaj dane demograficzne z bazy danych OCT dla wcześniej przeskanowanych uczestników.</li>
				<li>Wybierz protokół skanowania przedniego odcinka 512 x 128. Wyśrodkuj oko w oknie obrazu wideo. Zmniejsz odległość między skanerem a okiem, aż w oknie skanowania pojawi się obraz przekroju poprzecznego rogówki</li>
				<li>Za pomocą poleceń słownych ustaw rąbek skroniowy na środku okna skanowania, kierując wzrok pacjenta w kierunku nosa</li>
				<li>Uzyskaj skan bazowy i przejrzyj go pod kątem jakości. JEŚLI jest to dopuszczalne, zapisz, a jeśli nie jest to dopuszczalne, powtórz ten krok.
				<ol>
					<li>Akceptuj skany, jeśli nie ma mrugnięć, a kąt jest wizualizowany w całej objętości bez oddalania się od krawędzi obrazu lub odwracania u góry.</li>
				</ol>
				</li>
				<li>Wlej jedną kroplę 0,5% proparakainy, odczekaj 3 minuty, aby uzyskać skuteczność, i powtórz kroki od 1.3.2 do 1.3.5.</li>
				<li>W przypadku kohorty 1 zastosuj 30 g ciśnienia twardówki za pomocą oftalmodynamometru i uzyskaj skan podczas wywierania nacisku. Usuń ciśnienie i przejrzyj skan pod kątem jakości. JEŚLI jest to dopuszczalne, zapisz, a jeśli nie jest to dopuszczalne, powtórz ten krok.</li>
				<li>W przypadku kohorty 2 zastosuj 5 g ciśnienia twardówki za pomocą oftalmodynamometru i uzyskaj skan podczas wywierania nacisku. Usuń ciśnienie i przejrzyj skan pod kątem jakości. JEŚLI jest to dopuszczalne, zapisz, a jeśli nie jest to dopuszczalne, powtórz ten krok.</li>
				<li>Odczekaj 5 minut, aby oko zregenerowało się po zaburzeniach ciśnienia 5 g.</li>
				<li>W przypadku kohorty 2 zastosuj 10 g ciśnienia twardówki za pomocą oftalmodynamometru i uzyskaj skan podczas wywierania nacisku. Usuń ciśnienie i przejrzyj skan pod kątem jakości. JEŚLI jest to dopuszczalne, zapisz, a jeśli nie jest to dopuszczalne, powtórz ten krok.</li>
				<li>Zapisz czas skanowania, stan (tj. linię bazową lub 10 g) i lokalizację w protokole badania.</li>
			</ol>
			</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Przetwarzanie danych
<ol>
	<li>Podłącz urządzenie pamięci masowej USB o dużej pojemności do OCT. Wybierz "Eksportuj" z menu Rekordy na OCT. Wyznacz lokalizację pliku dla eksportowanych plików na dysku USB. Usuń zaznaczenie opcji ".zip". Wprowadź imię i nazwisko pacjenta, z których mają zostać wyeksportowane skany, a następnie wybierz skany, które mają zostać wyeksportowane. Rozpocznij eksport.</li>
	<li>Po zakończeniu eksportu odmontuj dysk USB i wyjmij go z pamięci OCT. Podłącz dysk USB o dużej pojemności zawierający wyeksportowane obrazy do stacji roboczej przetwarzania obrazu.</li>
	<li>Uruchom program do przetwarzania obrazu, w tym przypadku ImageJ.</li>
	<li>Zaimportuj surowe dane obrazu; wybierz "Plik -> Importuj -> Raw" z menu plików. Wybierz plik z zakończeniem "_cube_raw.img" do przetworzenia z dysku USB.</li>
	<li>Zapisz zaimportowany plik pod nową nazwą, tak aby oryginalne dane obrazu zostały zapisane w niezmienionej formie (http://www.ori.dhhs.gov/education/products/RIandImages).</li>
	<li>Wprowadź parametry importu w następujący sposób: Typ obrazu: 8 bitów, Szerokość: 512, Wysokość: 1 024, Przesunięcie: 0; Liczba zdjęć: 128.</li>
	<li>Wybierz "Plugins -> Registration -> StackReg" z menu wtyczek. A następnie wybierz opcję "Ciało sztywne". Następnie wybierz "Plik -> Zapisz jako -> TIFF", aby zapisać wyrównany stos.</li>
	<li>Wybierz "Proces -> Filtry -> Mean 3D" z menu procesu. Wprowadź parametry X = 1, Y = 1 i Z = 1 jako opcje filtrowania. Powtórz ten krok dwukrotnie.</li>
	<li>Wybierz "Plik -> Zapisz jako -> TIFF", aby zapisać uśredniony stos. Zakręć kółkiem myszy, aby przejść do klatki 1 aktywnego stosu.</li>
	<li>Wybierz "Proces -> Zwiększ kontrast lokalny (CLAHE)" z menu Przetwarzanie. Użyj parametrów rozmiar bloku: 31, przedziały histogramu: 256, Maksymalne nachylenie: 5, Maska: brak i zaznacz opcję "szybko". Użyj strzałki w prawo, aby przejść do następnej klatki.</li>
	<li>Przejdź do klatki 2 aktywnego stosu i powtórz proces > Zwiększ kontrast lokalny (CLAHE). Powtarzaj tę czynność, aż wszystkie klatki będą miały zwiększony kontrast.</li>
	<li>Wybierz "Plik -> Zapisz jako -> TIFF", aby zapisać stos ze wzmocnionym kontrastem. Następnie wybierz "Obraz -> Dostosuj -> Rozmiar" z menu Obraz. Usuń zaznaczenie opcji "Zachowaj proporcje", a następnie wprowadź wartości Szerokość: 2,048 i Wysokość: 1,024.</li>
	<li>Wybierz "Obraz -> Przekształć -> Odwróć w pionie" z menu Obraz. Następnie wybierz "Analizuj -> ustaw skalę" z menu Analizuj. Wprowadź Odległość w pikselach: 2 048, Znana odległość: 4 000 i Współczynnik proporcji pikseli: 1, a następnie kliknij przycisk OK. Wybierz "Plik -> Zapisz jako -> TIFF", aby zapisać skalibrowany stos proporcji 1:1.</li>
	<li>Powoli obracaj kółkiem myszy, aby wizualnie zbadać skany w celu zidentyfikowania charakterystycznego skrzyżowania statku, które posłuży jako punkt odniesienia w skanach. Zapisz numer obrazu i numer ramki odniesienia w arkuszu kalkulacyjnym analizy.</li>
	<li>Naciśnij strzałki w lewo 15 razy, aby przejść do pierwszej klatki pomiaru. Wybierz narzędzie "Zaznaczanie odręczne" z paska narzędzi.</li>
	<li>Umieść mysz na środku SC i naciśnij strzałkę w górę. Powtarzaj ten krok, aż SC wypełni ekran.</li>
	<li>Ręcznie podziel SC na segmenty, okrążając granicę za pomocą myszy. Przytrzymaj Control (Ctrl) i naciśnij D, aby wyświetlić bieżącą klatkę obrazu. Przytrzymaj Ctrl i naciśnij M. Dokonaj transkrypcji pomiaru pola przekroju poprzecznego SC i numeru ramki pomiarowej do arkusza kalkulacyjnego analizy. Usuń zaznaczenie obszaru konturu. Naciśnij strzałki w prawo 3 razy. Powtarzaj ten krok, aż SC zostanie zmierzony w 10 klatkach.</li>
	<li>Naciśnij strzałki w lewo 30 razy, aby powrócić do pierwszej klatki pomiaru.</li>
	<li>Wybierz narzędzie segmentu prostego z paska narzędzi.</li>
	<li>Narysuj linię prostą od najbardziej wysuniętego do tyłu miejsca na SC. Przytrzymaj Control i naciśnij D tylko dla bieżącej klatki. Przytrzymaj Control i naciśnij M. Przepisz długość SC i numer klatki do arkusza kalkulacyjnego analizy. Usuń zaznaczenie obszaru konturu. Naciśnij strzałki w prawo 3 razy. Powtarzaj ten krok, aż długość SC zostanie zmierzona w tych samych 10 ramkach, co pole przekroju poprzecznego SC.</li>
	<li>Wstaw równanie SC-IOWD = SC-CSA / długość osiowa do arkusza kalkulacyjnego analizy, aby obliczyć średnią odległość SC między ścianą wewnętrzną a zewnętrzną (SC-IOWD), dzieląc pomiary powierzchni przez pomiary długości.</li>
	<li>Naciśnij strzałki w lewo 30 razy, aby powrócić do pierwszej klatki pomiaru.</li>
	<li>Wybierz narzędzie segmentu prostego z paska narzędzi.</li>
	<li>Narysuj linię prostą od najbardziej wysuniętej do przodu części SC do granicy siatki beleczkowej i komory przedniej. Upewnij się, że linia jest prostopadła do granicy. Przytrzymaj Ctrl i naciśnij D, a następnie M.</li>
	<li>Narysuj linię od najbardziej wysuniętego do tyłu położenia SC oraz granicy TM i komory przedniej. Upewnij się, że linia jest prostopadła do granicy. Przytrzymaj Control i naciśnij D, a następnie M.</li>
	<li>Narysuj linię od środka SC oraz granicy TM i komory przedniej. Upewnij się, że linia jest prostopadła do granicy. Przytrzymaj Control i naciśnij D tylko dla bieżącej klatki.</li>
	<li>Dokonaj transkrypcji trzech pomiarów grubości TM i numeru klatki do arkusza kalkulacyjnego analizy. Aby to zrobić, naciśnij strzałki w prawo 3 razy. Powtarzaj ten krok, aż grubość TM zostanie zmierzona w tych samych 10 ramkach, co pole przekroju SC.</li>
</ol>

<ol><li>Quigley, H. A., Broman, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+number+of+people+with+glaucoma+worldwide+2010+and+2020%5BTitle%5D)+AND+%22The+British+journal+of+ophthalmolog%22%5BJournal%5D)">The number of people with glaucoma worldwide 2010 and 2020.</a> The British journal of ophthalmolog. 90, 262-267 (2006).</li>
<li>Sommer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relationship+between+intraocular+pressure+and+primary+open+angle+glaucoma+among+white+and+black+Americans.+The+Baltimore+Eye+Survey%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+ophthalmolog%22%5BJournal%5D)">Relationship between intraocular pressure and primary open angle glaucoma among white and black Americans. The Baltimore Eye Survey.</a> Archives of ophthalmolog. 109, 1090-1095 (1991).</li>
<li>Sommer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Racial+differences+in+the+cause-specific+prevalence+of+blindness+in+east+Baltimore%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+journal+of+medicin%22%5BJournal%5D)">Racial differences in the cause-specific prevalence of blindness in east Baltimore.</a> The New England journal of medicin. 325, 1412-1417 (1991).</li>
<li>Leske, M. C., Connell, A. M., Wu, S. Y., Hyman, L., Schachat, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distribution+of+intraocular+pressure%5BTitle%5D)+AND+%22The+Barbados+Eye+Study.+Archives+of+ophthalmolog%22%5BJournal%5D)">Distribution of intraocular pressure.</a> The Barbados Eye Study. Archives of ophthalmolog. 115, 1051-1057 (1997).</li>
<li>Leske, M. C., Wu, S. Y., Hennis, A., Honkanen, R., Nemesure, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Risk+factors+for+incident+open-angle+glaucoma%3A+the+Barbados+Eye+Studies%5BTitle%5D)+AND+%22Ophthalmolog%22%5BJournal%5D)">Risk factors for incident open-angle glaucoma: the Barbados Eye Studies.</a> Ophthalmolog. 115, 85-93 (2008).</li>
<li>Mitchell, P., Lee, A. J., Rochtchina, E., Wang, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Open-angle+glaucoma+and+systemic+hypertension%3A+the+blue+mountains+eye+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+glaucom%22%5BJournal%5D)">Open-angle glaucoma and systemic hypertension: the blue mountains eye study.</a> Journal of glaucom. 13, 319-326 (2004).</li>
<li>Mitchell, P., Smith, W., Attebo, K., Healey, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevalence+of+open-angle+glaucoma+in+Australia.+The+Blue+Mountains+Eye+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Ophthalmolog%22%5BJournal%5D)">Prevalence of open-angle glaucoma in Australia. The Blue Mountains Eye Study.</a> Ophthalmolog. 103, 1661-1669 (1996).</li>
<li>Gabelt, B., Kaufman, P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGabelt%2C+B+%22Adler%27s+Physiology+of+the+Ey%22">Adler's Physiology of the Ey</a>. Kaufman, P. L. , Mosby. 237-289 (2003).</li>
<li>Grant, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+aqueous+perfusion+in+enucleated+human+eyes%29%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+ophthalmolog%22%5BJournal%5D)">Experimental aqueous perfusion in enucleated human eyes).</a> Archives of ophthalmolog. 69, 783-801 (1963).</li>
<li>Jocson, V. L., Sears, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+aqueous+perfusion+in+enucleated+human+eyes.+Results+after+obstruction+of+Schlemm%27s+canal%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+ophthalmolog%22%5BJournal%5D)">Experimental aqueous perfusion in enucleated human eyes. Results after obstruction of Schlemm's canal.</a> Archives of ophthalmolog. 86, 65-71 (1971).</li>
<li>Maepea, O., Bill, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pressures+in+the+juxtacanalicular+tissue+and+Schlemm%27s+canal+in+monkeys%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+eye+researc%22%5BJournal%5D)">Pressures in the juxtacanalicular tissue and Schlemm's canal in monkeys.</a> Experimental eye researc. 54, 879-883 (1992).</li>
<li>Johnstone, M. A., Grant, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pressure-dependent+changes+in+structures+of+the+aqueous+outflow+system+of+human+and+monkey+eyes%5BTitle%5D)+AND+%22American+journal+of+ophthalmolog%22%5BJournal%5D)">Pressure-dependent changes in structures of the aqueous outflow system of human and monkey eyes.</a> American journal of ophthalmolog. 75, 365-383 (1973).</li>
<li>Overby, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Altered+mechanobiology+of+Schlemm%27s+canal+endothelial+cells+in+glaucoma%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+Americ%22%5BJournal%5D)">Altered mechanobiology of Schlemm's canal endothelial cells in glaucoma.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of Americ. , (2014).</li>
<li>Allingham, R. R., de Kater, A. W., Ethier, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Schlemm%27s+canal+and+primary+open+angle+glaucoma%3A+correlation+between+Schlemm%27s+canal+dimensions+and+outflow+facility%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+eye+researc%22%5BJournal%5D)">Schlemm's canal and primary open angle glaucoma: correlation between Schlemm's canal dimensions and outflow facility.</a> Experimental eye researc. 62, 101-109 (1996).</li>
<li>Camras, L. J., Stamer, W. D., Epstein, D., Gonzalez, P., Yuan, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+effects+of+trabecular+meshwork+stiffness+on+outflow+facility+in+normal+human+and+porcine+eyes%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+ophthalmolog.%2C+%26+visual+scienc%22%5BJournal%5D)">Differential effects of trabecular meshwork stiffness on outflow facility in normal human and porcine eyes.</a> Investigative ophthalmolog., & visual scienc. 53, 5242-5250 (2012).</li>
<li>Last, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elastic+modulus+determination+of+normal+and+glaucomatous+human+trabecular+meshwork%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+ophthalmolog.%2C+%26+visual%22%5BJournal%5D)">Elastic modulus determination of normal and glaucomatous human trabecular meshwork.</a> Investigative ophthalmolog., & visual. 52, 2147-2152 (2011).</li>
<li>Lutjen-Drecoll, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+morphology+of+the+trabecular+meshwork+in+primate+eyes%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+retinal+and+eye+researc%22%5BJournal%5D)">Functional morphology of the trabecular meshwork in primate eyes.</a> Progress in retinal and eye researc. 18, 91-119 (1999).</li>
<li>Li, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pilocarpine-induced+dilation+of+Schlemm%27s+canal+and+prevention+of+lumen+collapse+at+elevated+intraocular+pressures+in+living+mice+visualized+by+OCT%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+ophthalmolog.%2C+%26+visual+scienc%22%5BJournal%5D)">Pilocarpine-induced dilation of Schlemm's canal and prevention of lumen collapse at elevated intraocular pressures in living mice visualized by OCT.</a> Investigative ophthalmolog., & visual scienc. 55, 3737-3746 (2014).</li>
<li>Francis, A. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphometric+analysis+of+aqueous+humor+outflow+structures+with+spectral-domain+optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+ophthalmolog.%2C+%26+visual%22%5BJournal%5D)">Morphometric analysis of aqueous humor outflow structures with spectral-domain optical coherence tomography.</a> Investigative ophthalmolog., & visual. 53, 5198-5207 (2012).</li>
<li>Kagemann, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+visualization+of+aqueous+humor+outflow+structures+in-situ+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+eye+researc%22%5BJournal%5D)">3D visualization of aqueous humor outflow structures in-situ in humans.</a> Experimental eye researc. 93, 308-315 (2011).</li>
<li>Kagemann, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+and+assessment+of+Schlemm%27s+canal+by+spectral-domain+optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+ophthalmolog.%2C+%26+visual%22%5BJournal%5D)">Identification and assessment of Schlemm's canal by spectral-domain optical coherence tomography.</a> Investigative ophthalmolog., & visual. 51, 4054-4059 (2010).</li>
<li>Kagemann, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((IOP+Elevation+Reduces+Schlemm%27s+Canal+Cross-sectional+Area%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+ophthalmolog+%26+visual+scienc%22%5BJournal%5D)">IOP Elevation Reduces Schlemm's Canal Cross-sectional Area.</a> Investigative ophthalmolog & visual scienc. , (2014).</li>
</ol>

Dr Schuman otrzymał tantiemy za własność intelektualną licencjonowaną przez Massachusetts Institute of Technology i Massachusetts Eye and Ear Infirmary firmie Zeiss, Inc.

Obecna technika wykorzystuje nieinwazyjną obserwację mechanicznej reakcji tkanek miękkich w celu ilościowego określenia zapaści SC. Potrzebne są przyszłe prace z wykorzystaniem ludzkich oczu zwłok, aby skalibrować ugięcia tkanek i rzeczywistą sztywność tkanek po sekcji. Jednak takie badania będą miały te same ograniczenia, co poprzednie modele odpływu; W szczególności, że wkład żywych mięśni w napięcie tkanek nie będzie obecny. Dalsza kalibracja w modelu oka żywych ssaków może pozwolić na kalibrację obrazowania i bezpośr...

Jaskra jest drugą najczęstszą przyczyną nieodwracalnej ślepotyna świecie 1. Podwyższone ciśnienie wewnątrzgałkowe (IOP) jest głównym czynnikiem ryzyka obecności i progresji jaskry2-7.  IOP jest regulowany przez równowagę między powstawaniem i odpływem cieczy wodnistej8. Miejscami o największym oporze odpływu są tkanka przyklockowa i wewnętrzna ściana kanału Schlemma (SC), granica między SC a siatką beleczkową (TM) 9-11. Podczas gdy sztywność TM może przyczyniać się do zapobiegania zapadaniu się SC w obliczu podniesienia ciśnienia wewnątrzgałkowego, Overby i wsp. 12 wykazali niedawno, że ekspresja genów w jaskrze jest zmieniona, co skutkuje zwiększonym usztywnieniem śródbłonka SC, utrudniając tworzenie porów, co prowadzi do podwyższenia ciśnienia wewnątrzgałkowego w oczach jaskrowych13. Morfologia i sztywność TM korelują z obiektem odpływu14,15, podkreślając potrzebę pomiaru jego cech biomechanicznych.
Pomiary mikroskopowe TM pokazują podwyższoną sztywność w oczach pobranych przez pacjentów z jaskrą (81 kPa) w porównaniu z oczami dawców bez jaskry (4,0 kPa) 16, ale te pomiary zostały wykonane w wypreparowanych tkankach ex vivo. Tylna TM jest zakotwiczona w mięśniu rzęskowym za pośrednictwem przednich ścięgien podłużnych komórek mięśniowych, które wstawiają się do zewnętrznego blaszkowatego i cribiform TM17. Aktywność mięśnia rzęskowego (CM) może zwiększać napięcie TM, naśladując podwyższoną sztywność TM17. Zdolność do obserwowania zmian w odporności na zapadanie się SC wywołane zaburzeniami mięśni gładkich wykazano w modelu zwierzęcym18. Wykazaliśmy zdolność do nieinwazyjnego obrazowania pierwotnego systemu odpływu cieczy wodnistej w żywych ludzkich oczach dystalnie do SC włącznie przy użyciu optycznej koherentnej tomografii koherentnej w domenie spektralnej (OCT) 19-21. Korzystając z tej techniki, wykazaliśmy zdolność do ilościowego określenia morfometrycznej odpowiedzi TM i SC na ostre podwyższenie ciśnienia wewnątrzgałkowego22.
Ogólnym celem opisanej tutaj metody było ilościowe określenie morfometrycznej odpowiedzi żywego przewodu odpływu na ostre podniesienie ciśnienia wewnątrzgałkowego w żywych tkankach in situ. Technika ta ma tę zaletę, że bada TM w warunkach fizjologicznych, które obejmują wpływ zarówno aktywności włókien kurczliwych w TM, jak i CM na sztywność TM, w porównaniu z opublikowanymi pomiarami wykonanymi w wypreparowanych tkankach. Uzasadnieniem zastosowania tej techniki do obserwacji mechanicznej odpowiedzi TM jest to, że dostarcza nam ona niedostępnych w inny sposób wglądów w mechaniczne zachowanie TM, o którym teraz wiemy, że jest bezpośrednio związane z oporem odpływu i regulacją IOP13. Aby dostrzec wpływ tkanek kurczliwych na ogólną sztywność, zbadano niewielką kohortę badanych bez i z tłumieniem aktywności mięśni gładkich przez podawanie tropikamidu.

<table><tbody><tr><td>Domena spektralna OCT</td><td>Zeiss</td><td>Cirrus</td><td></td></tr><tr><td>Imaging Workstation Apple</td><td></td><td>iMac</td><td></td></tr><tr><td>Oftalmodynamometr</td><td>Baillairt Matalene, Instrumenty chirurgiczne CO., Inc. Nowy Jork, NY</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Program do przetwarzania obrazów</td><td>rsb.info.nih.gov/ij</td><td>ImageJ, FIDŻI</td><td></td></tr></tbody></table>

reakcja siatki beleczkowej na wzrost ciśnienia w żywym ludzkim oku

Trabecular Meshwork Response to Pressure Elevation in the Living Human Eye

Cechy mechaniczne siatki beleczkowej (TM) są związane z oporem odpływu i regulacją ciśnienia wewnątrzgałkowego (IOP). Uzasadnieniem tej techniki jest bezpośrednia obserwacja mechanicznej odpowiedzi TM na ostre podwyższenie ciśnienia wewnątrzgałkowego. Przed skanowaniem ciśnienie wewnątrzgałkowe jest mierzone na początku badania i podczas jego podwyższenia. Rąbek jest skanowany za pomocą optycznej koherentnej tomografii w domenie spektralnej na początku badania i podczas podnoszenia ciśnienia wewnątrzgałkowego (oftalmodynamometr (ODM) stosowany przy sile 30 g). Skany są przetwarzane w celu poprawy wizualizacji ścieżki odpływu cieczy wodnistej za pomocą ImageJ. Naczyniowe punkty orientacyjne służą do identyfikacji odpowiednich lokalizacji w objętościach skanowania linii podstawowej i wysokości ciśnienia wewnątrzgałkowego. Pole przekroju poprzecznego kanału Schlemma (SC) (SC-CSA) i długość SC od przodu do tyłu wzdłuż jego osi długiej są mierzone ręcznie w 10 miejscach w obrębie 1 mm odcinka SC. Średnia odległość ściany wewnętrznej do zewnętrznej (długość krótkiej osi) jest obliczana jako powierzchnia SC podzielona przez długość jej długiej osi. Aby zbadać udział sąsiednich tkanek w efekcie podwyższenia ciśnienia wewnątrzgałkowego, pomiary powtarza się bez i z rozluźnieniem mięśni gładkich z wkropleniem tropikamidu. Migracja TM do SC jest odporna na sztywność TM, ale jest wzmocniona przez wsparcie jej przyczepu do sąsiednich mięśni gładkich w obrębie ciała rzęskowego. Technika ta jest pierwszą, która mierzy reakcję stawu skroniowo-żużlowego żywego człowieka na wzrost ciśnienia in situ w warunkach fizjologicznych w ludzkim oku.

Wykorzystując te techniki akwizycji danych i analizy obrazu, uzyskano wpływ niewielkich i dużych zmian IOP na parametry morfologiczne dróg odpływu, takie jak powierzchnia przekroju poprzecznego SC (Rysunek 1). Można zauważyć, że wysokie poziomy wzrostu IOP powodują obserwowalne zapadnięcie się SC, co objawia się znaczną redukcją powierzchni przekroju poprzecznego. Oko wydaje się być w stanie dostosować do niewielkich wzrostów IOP, o czym świadczy brak zmian w SC-CSA (Rysunek 1). Wyniki t...

Migracja siatki beleczkowej (TM) do przestrzeni kanału Schlemma może być wywołana przez ostre podniesienie ciśnienia przez oftalmodynamometr i obserwowana przez optyczną koherentną tomografię w domenie spektralnej. Celem tej metody jest ilościowe określenie morfometrycznej odpowiedzi żywej drogi odpływu na ostry wzrost ciśnienia w żywych tkankach in situ.

Reakcja siatki beleczkowej na wzrost ciśnienia w żywym ludzkim oku

The mechanical characteristics of the trabecular meshwork (TM) are linked to outflow resistance and intraocular pressure (IOP) regulation. The rationale ...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest ilościowe określenie odpowiedzi morfometrycznej żywego drogowodu odpływowego na gwałtowny wzrost IOP w żywych ludzkich oczach in situ poprzez badanie sieci kostek w warunkach fizjologicznych. Osiąga się to najpierw poprzez pomiar ciśnienia wewnątrzgałkowego w stanie spoczynkowym oraz obrazowanie limbusa, miejsca przebiegu drogi odpływu cieczy wodnistej, za pomocą optycznej koherentnej tomografii. W drugim kroku powtarza się pomiary ciśnienia i skanowanie limbusa podczas podnoszenia IOP poprzez przyłożenie nacisku rzędu 5 i 10 gramów do bocznej części twardówki za pomocą dynamometru oftalmologicznego.Następnie rozluźnia się mięśnie gładkie za pomocą jednej kropli tropic aide. Pomiary ciśnienia oraz skany limbusa powtarza się bez tego preparatu. Dane obrazowe podczas podwyższenia IOP są następnie eksportowane i przetwarzane, a morfologia struktury dróg odpływu jest mierzona. Porównanie zmian morfologicznych w odpowiedzi na podwyższenie IOP z rozluźnieniem mięśni gładkich i bez niego dostarcza informacji o właściwościach mechanicznych sieci beleczkowej.Główną zaletą tej techniki w porównaniu z innymi metodami, takimi jak mikroskopia sił atomowych, jest możliwość pomiaru sieci beleczkowej w żywym oku oraz badania odpowiedzi mechanicznej na zmianę IOP. Odpowiedź ta obejmuje wpływ otaczających ją mięśni gładkich, które stanowią dla niej wsparcie. Zazwyczaj osoby rozpoczynające pracę z tą metodą napotykają początkowo trudności, ponieważ nie stosuje się w niej fiksacji ani celu, a ani fiksacja, ani pozycja oka nie są korygowane przede wszystkim za pomocą poleceń słownych.Ponadto, podczas stosowania dynamometru brzusznego dochodzi do niewielkiego przesunięcia pozycji oka. W związku z tym przed akwizycją obrazu należy ponownie wyrównać skan. Rozpocznij od podniesienia ciśnienia.W pierwszej kolejności pomiar ciśnienia wyjściowego wykonuje się za pomocą tonometrii Goldmanna; na oko nanosi się kroplę 0,5% propanu i oczekuje trzy minuty. Grupę badawczą dzieli się na dwie kohorty. Kohorta pierwsza otrzymuje ciśnienie 30 g, a kohorta druga ciśnienie 5 g.Delikatnie przyłóż dynamometr okulistyczny do sklery obszaru skroniowego. Następnie odczekaj pięć minut, przyłóż nacisk 10 g do drugiej kohorty i wykonaj kolejny pomiar, będący pomiarem ciśnienia podwyższonego. Teraz przeprowadź badanie oczu badanego za pomocą optycznej koherentnej tomografii, posadź badanego przy skanerze i wprowadź jego dane demograficzne.Następnie, za pomocą poleceń słownych, wycentruj skan na lembusie skroniowym, kierując wzrok pacjenta w stronę nosa. Po wycentrowaniu lembusa skroniowego wykonaj skan bazowy. Teraz zakropluj do oka 0,5% propane.Odczekaj trzy minuty i wykonaj kolejny skan, przykładając nacisk za pomocą dynamometru; pierwsza grupa otrzymuje nacisk 30 g, a druga grupa nacisk 5 g. W przypadku drugiej grupy odczekaj pięć minut od pierwszego przyłożenia nacisku i zastosuj nacisk 10 g podczas wykonywania trzeciego skanu oka. Podobnie jak wcześniej, dopuszczalny jest tylko poprawny skan.Po wyeksportowaniu danych i zaimportowaniu ich do programu Image J, przekonwertuj obraz w stos obrazów TIFF i zastosuj proces ulepszania lokalnego kontrastu (enhanced local contrast) z następującymi ustawieniami: rozmiar bloku parametru (parameter block size) wynoszący 31, liczba koszyków (bins) wynosząca 256, maksymalne nachylenie (maximum slope) ustawione na 5, maski (masks) ustawione na „none” oraz włączona opcja szybkiego przetwarzania (fast option). Wykonaj tę czynność dla każdej klatki stosu obrazów i zapisz wprowadzone zmiany.Następnie dostosuj proporcje obrazu do 2048 na 1024 i odwróć obrazy pionowo. Ustaw odległość skali na 2048. Ustaw znaną odległość na 4 000 i ustaw współczynnik proporcji piksela na jeden.Następnie skany można analizować pod kątem skrzyżowań naczyń. Powoli przesuwaj kółko myszy, aby wizualnie obejrzeć skany i zidentyfikować charakterystyczne skrzyżowanie naczyń. Aby służyły jako punkt odniesienia w obrębie skanów, zapisz numer obrazu oraz numer klatki referencyjnej w arkuszu analizy.Przewijanie klatek w wolumenie skanowania służy dwóm celom. Po pierwsze, poszukujemy charakterystycznych punktów orientacyjnych w naczyniach wodnych. Posłużą one do wyrównania wolumenów skanowania wykonanych w różnych odstępach czasu.Po drugie, podczas przewijania wolumenu, integrujemy w myślach morfologię naczyń wodnych i wykorzystujemy ją do odróżnienia naczyń wodnych od kanału Schlemm'a. Używając narzędzia do zaznaczania ręcznego, skup się na kanale Schlemm'a. Najpierw wykonaj pomiary jego powierzchni przekroju poprzecznego. Segmentuj kanał ręcznie, obrysowując jego granicę za pomocą myszy.Przytrzymaj CTRL D dla aktualnej klatki obrazu, aby udokumentować położenie linii segmentacji. Następnie przytrzymaj CTRL M, aby automatycznie zmierzyć pole powierzchni kanału Schlemmgo. Po powiększeniu widać, że kanał Schlemmgo nie posiada wyraźnej granicy.Z tego powodu, w celu wyznaczenia granicy segmentacji, a priori stosuje się podejście oparte na szerokości po połowie maksymalnej wysokości piku (FWHM) jako wytyczną. Teraz skopiuj pole przekroju kanału Schlemmgo oraz numer ramki pomiarowej do arkusza analitycznego. Następnie odznacz obrysowany obszar i naciśnij prawą strzałkę.Naciśnij klawisz trzy razy, aby przesunąć obraz o trzy klatki. Powtarzaj ten proces, aż powierzchnia przekroju poprzecznego kanału Schlemm zostanie zmierzona w 10 klatkach. Następnie naciśnij lewy klawisz strzałki, aby powrócić do pierwszej klatki pomiarowej i rozpocząć pomiar długości kanału Schlemm.Wybierz narzędzie do wyznaczania odcinków prostych z paska narzędzi. Narysuj linię prostą od najbardziej przedniego do najbardziej tylnego punktu kanału Schlemmgo na aktualnej klatce. Przytrzymaj Ctrl+D, aby udokumentować położenie linii segmentacji.Następnie przytrzymaj kombinację klawiszy Ctrl + M, aby zmierzyć długość kanału Schlemm. Następnie skopiuj długość kanału Schlemm oraz numer klatki do arkusza analizy, odznacz długość i w każdym trzecim obrazie, w którym zmierzono objętość, wykonaj pomiar długości kanału. Na koniec zmierz grubość beleczkowatej błony sitowej w trzech próbkach.Powróć do pierwszej klatki pomiarowej i narysuj linię prostą od najbardziej przedniego punktu kanału do granicy ciała sitczastego i komory przedniej. Upewnij się, że linia jest prostopadła do tej granicy. Następnie przytrzymaj klawisz control i naciśnij D, a potem naciśnij M, aby uzyskać pomiar długości linii.Zawsze kopiuj te pomiary do bazy danych wraz z informacją, z której klatki zostały pobrane. Po drugie, narysuj linię od środka kanału do granicy między siecią tkanki przesianej a komorą przednią. Linia ta musi być prostopadła do granicy.Następnie przytrzymaj klawisz Ctrl i naciśnij D tylko dla bieżącej klatki. Po trzecie, narysuj linię od najbardziej tylnego miejsca kanału do granicy siecitówki z komorą przednią. Upewnij się również, że linia ta jest prostopadła do granicy.Następnie przytrzymaj klawisz Ctrl i naciśnij D, a potem M. Powtórz pomiar tych trzech grubości w każdym z pozostałych dziewięciu wcześniej przeanalizowanych klatek. Następnie przystąp do analizy danych zgodnie z opisanymi protokołami; uzyskano wpływ niewielkich i dużych zmian ciśnienia wewnątrzgałkowego na odpływ oraz parametry morfologiczne, takie jak pole przekroju poprzecznego kanału Schlemmgo. Wysoki wzrost ciśnienia powoduje zauważalny zapadnięcie się kanału, podczas gdy niewielkie wzrosty ciśnienia wewnątrzgałkowego były tolerowane. Po opanowaniu techniki można ją przeprowadzić w ciągu 10 do 15 minut, jeśli jest wykonywana prawidłowo.

trabecular-meshwork-response-to-pressure-elevation-living-human

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Reakcja sieci trabekulárnej na podniesienie ciśnienia w żywym ludzkim oku

Źródło: Sharma, T. P.,  i wsp., Translaminarny model autonomicznego systemu do modulacji ciśnienia wewnątrzgałkowego i śródczaszkowego w tylnych segmentach dawcy ludzkiego. J. Vis. Exp. (2020). Ten film przedstawia procedurę przygotowania ludzkiego oka do badania wpływu ciśnienia translaminarnego na sygnalizację komórek zwojowych siatkówki poprzez symulację ciśnienia wewnątrzgałkowego i wewnątrzczaszkowego w translaminarnym układzie autonomicznym.

 Opracowanie modelu ciśnienia translaminarnego przy użyciu translaminarnego systemu autonomicznego

Źródło: Lani-Louzada, R.,  i wsp., Kauteryzacja pełnego koła rąbkowego splotu naczyniowego w przypadku chirurgicznie wywołanej jaskry u gryzoni. J. Vis. Exp. (2022)Ten film pokazuje indukcję i monitorowanie podwyższonego ciśnienia wewnątrzgałkowego (IOP) w modelu szczurzym. Proces ten polega na kauteryzacji rąbkowych naczyń krwionośnych, co skutkuje niedrożnością naczyń i podwyższonym ciśnieniem wewnątrzgałkowym. Szczur może następnie wyzdrowieć, a ciśnienie wewnątrzgałkowe jest regularnie...

 Indukcja podwyższonego ciśnienia wewnątrzgałkowego w modelu szczurzym

Prezentujemy metodę wywoływania podwyższonego ciśnienia wewnątrzgałkowego (IOP), poprzez wstrzykiwanie mikrosfer magnetycznych do oka szczura, w celu modelowania jaskry. Prowadzi to do silnego wzrostu ciśnienia i rozległej śmierci neuronów. Protokół ten jest łatwy do wykonania, nie wymaga wielokrotnych wstrzyknięć i zapewnia stabilny, długotrwały wzrost ciśnienia wewnątrzgałkowego.

Jaskra doświadczalna wywołana przez wstrzyknięcie mikrosfer magnetycznych do oka

Tutaj prezentujemy protokół indukcji nadciśnienia ocznego w mysim oku, który powoduje utratę komórek zwojowych siatkówki, co obserwuje się w jaskrze. Mikrogranulki magnetyczne są wstrzykiwane do przedniej komory i przyciągane do kąta tęczówkowo-rogówkowego za pomocą magnesu, aby zablokować odpływ cieczy wodnistej.

Magnetyczny model okluzji mikrokulek do wywoływania jaskry zależnej od nadciśnienia ocznego u myszy

Tutaj opisujemy protokół powtarzalnej mikrodysekcji laserowej (LCM) do izolowania siatki beleczkowej (TM) do dalszej analizy RNA. Możliwość analizowania zmian w ekspresji genów w TM pomoże w zrozumieniu mechanizmów molekularnych leżących u podstaw chorób oczu związanych z TM.

Laserowe wychwytywanie mikrodysekcji siatki beleczkowej o wysokiej czystości z oczu myszy do analizy ekspresji genów

Przewlekłe nadciśnienie oczne jest wywoływane przez zastosowanie szwu okołokończynowego u szczurów i myszy, co prowadzi do funkcjonalnego i strukturalnego pogorszenia komórek zwojowych siatkówki zgodnego z jaskrą.

Model jaskry indukowanej szwem okołolimbowym u szczurów i myszy

Opisujemy i szczegółowo opisujemy zastosowanie translaminarnego systemu autonomicznego. System ten wykorzystuje ludzki tylny odcinek do niezależnej regulacji ciśnienia wewnątrz segmentu (wewnątrzgałkowego) i otaczającego nerw wzrokowy (wewnątrzczaszkowego) w celu wytworzenia translaminarnego gradientu ciśnienia, który naśladuje cechy jaskrowej neuropatii nerwu wzrokowego.

Translaminarny model autonomicznego systemu do modulacji ciśnienia wewnątrzgałkowego i śródczaszkowego w tylnych segmentach dawcy człowieka

Celem tego protokołu jest scharakteryzowanie nowego modelu neurodegeneracji jaskry opartej na 360° termicznej kauteryzacji rąbkowego splotu naczyniowego, wywołującej podostre nadciśnienie oczne.

Kauteryzacja pełnego koła rąbka splotu naczyniowego w przypadku jaskry wywołanej chirurgicznie u gryzoni

Protokół ten opisuje Trabeculotome Tunneling Trabeculoplasty (3T) — minimalnie inwazyjną operację jaskry, obejmującą nacięcie traweklarne, rozszerzenie kanału Schlemma (SC) oraz implantację szwów napięciowych w celu przywrócenia fizjologicznego odpływu wodnego — z nieporównywalną serią przypadków.

Trabekulotomia tunelowa z użyciem trabekulotomu (3T): krok po kroku protokół chirurgiczny w leczeniu pierwotnego jaskry z otwartym kątem przesączania

Opisano nową technikę rejestrowania ciśnienia wewnątrz czaszki. Ta małoinwazyjna metoda wykorzystuje światłowodowy system pomiaru ciśnienia do dokładnego pomiaru ciśnienia wewnątrzczaszkowego (ICP) u znieczulonych szczurów, nie powodując przy tym istotnych urazów mózgu. Technikę tę można zastosować w szerokim zakresie modeli eksperymentalnych.

Pomiar nadtwardówkowego ciśnienia wewnątrzczaszkowego u szczurów przy użyciu światłowodowego przetwornika ciśnienia

Poznaj metodę oceny reakcji siatki beleczkowej na wzrost ciśnienia wewnątrzgałkowego w żywym ludzkim oku przy użyciu optycznej tomografii koherentnej. Technika ta pozwala badać mechaniczne właściwości siatki beleczkowej.

Reakcja siatki beleczkowej na wzrost ciśnienia w żywym ludzkim oku

Przeglądaj więcej filmów