Artigo de método

Medição de Carotenoides em Perifovea usando o Refletor de Pigmento Macular

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DOI:

10.3791/60429

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29 de janeiro de 2020

 ,  ,  ,  , 
1College of Optometry, Western University of Health Sciences, 2ZeaVision LLC

Neste artigo

Resumo

Apresentamos um protocolo para determinar os níveis de pigmento macular global, luteína e densidade óptica zeaxantina nas regiões central e parafoveal da retina. O protocolo inclui um novo sistema de pista ajustável usado para medir a densidade óptica do pigmento macular na excentricidade foveal.

Resumo

O refletômetro do pigmento macular (MPR) mede objetivamente a densidade óptica do pigmento macular global (MPOD) e fornece ainda mais a densidade óptica de luteína (L-OD) e a densidade óptica zeaxantina (Z-OD) no 1 grau central da fovea. Uma modificação da técnica foi desenvolvida para avaliar em densidade de carotenoide vivo excêntrica para a fovea. Um sistema de pista ajustável com luzes LED vermelhas foi colocado a 6,1 m de distância do participante para facilitar a fixação ocular. As luzes foram espaçadas adequadamente para criar incrementos de disparidade de retina de 1 grau durante as medições de refletometria. Todas as medidas de reflectometria foram obtidas com dilatação pupilar. O valor médio do MPR-MPOD para a medição central foi de 0,593 (DS 0,161) com uma relação L-OD para Z-OD de 1:2,61. O valor do MPR-MPOD em 1 grau foi de 0,248 e o valor médio do MPR-MPOD em 2 graus na região parafoveal foi de 0,143. A relação L-OD para Z-OD em 1 grau e 2 graus fora do centro foi de 1,38:1.0 e 2,08:1.0, respectivamente. Os resultados demonstram que as medições de MPOD obtidas utilizando a diminuição do MPR como função da excentricidade da retina e que há uma maior concentração de zeaxantina centralmente em comparação com a luteína. A relação L-OD para Z-OD muda com excentricidade foveal, com duas vezes mais luteína do que zeaxantina a 2 graus fora do centro. Nossa técnica fornece com sucesso um método rápido in vivo para a medição da densidade óptica do pigmento macular em várias excentricidades foveis. Os resultados concordam com as medidas de distribuição de densidade de xantophyll in vitro e in vitro xantophyll.

Introdução

A degeneração macular relacionada à idade (DMD) é uma das principais causas de cegueira e responde por 8,7% da cegueira em todo o mundo1. Os fatores de risco associados à AmD incluem aumento da idade, sexo feminino, tabagismo, cor de íris leve, desequilíbrio lipídico, exposição vitalícia à luz solar e radiações ultravioletas, níveis sistemicamente mais baixos de antioxidantes, menor densidade óptica de pigmento macular (MPOD), genética e raça2. Destes, fatores de risco modificáveis são a cessação do tabagismo, a suplementação oral de antioxidantes e carotenoides. Carotenoides são pigmentos naturais encontrados em plantas e microrganismos, e são antioxidantes eficientes3. São produzidos por organismos fotossintéticos; humanos obtêm carotenoides de sua dieta3,4. Os pigmentos maculares são compostos de três carotenoides: lutein, zeaxantina e meso-zeaxantina4. Os xantophylls lutein e zeaxantina5 são encontrados na retina, especificamente a macula, e dão ao fovea sua cor amarela6. Concentrações mais altas de xantofilas são observadas nos axônses dos fotorreceptores e camadas plexiformes internas da retina5,7. A ingestão de carotenoides, como luteína e zeaxantina, aumenta o nível de pigmento macular. Luteína e zeaxantina são obtidas a partir da ingestão alimentar ou com suplementação de nutrientes, enquanto a meso-zeaxânna é simplesmente um subproduto do metabolismo da lutein33,7,8. As concentrações de luteína e zeaxantina diferem nas várias regiões da retina. Centralmente, na fovea, a concentração de zeaxantina é maior que a de luteína, com uma proporção de 2,3:19,10. A concentração de carotenoides diminui 100 vezes por mm na periferia foveal, onde a luteína é mais prevalente que a zeaxantina, com uma razão de 2,4:19,10.

A presença de xantofilas na retina protege os circuitos da retina, especialmente na fovea e macula, e é fundamental para a visão central. As xantofilas protegem a retina por dois mecanismos possíveis: 1) filtrando a luz azul e 2) diminuindo o estresse oxidativo5,11,12,13. A luz azul espalha mais na retina e níveis mais altos de pigmento macular absorvem centralmente a luz dispersa, melhorando assim a visão. Além disso, a parte azul do espectro visível é composta de alta energia, comprimentos de onda curtos que podem resultar na produção de quantidades excessivas de espécies de oxigênio reativa na retina. Portanto, acredita-se que os carotenoides reduzem a carga oxidativa sobre a macula agindo como antioxidantes na retina interna e no complexo epitelial do pigmento da retina fotoreceptor, saciando esses radicais livres5,12,13,14.

A medição de carotenoides da retina tem implicações maiores na saúde sistêmica. Um estudo recente mostrou que a terapia carotenoide melhora a função da retina em diabéticos sem alterações nos níveis de glicose no sangue15. Os níveis de densidade carótóide na retina também estão fortemente correlacionados com os níveis no cérebro16. Os níveis de carotenoide podem ser cruciais nos anos de desenvolvimento17,18, e os níveis no cérebro diminuem com a idadede 19anos . Os níveis de MPOD estão relacionados à neuroproteção e eficiência neural tanto em crianças quanto em idososde 20,21. Assim, é necessário medir o MPOD e suas características clinicamente. Isso terá papel no diagnóstico, gestão e tratamento de diversas condições oculares e sistêmicas7,15,16,17,18,19,20,21.

As atuais tecnologias de medição do MPOD disponíveis comercialmente são fotômetros heterocromáticos de cintilação (HFP), que são baseados em testes psicofísicos. Estes medem um patch de 1 grau na fovea, que equivale a um círculo de ~0,30 mm de diâmetro22. Embora esses tipos de dispositivos tenham se mostrado confiáveis, eles são limitados por sua natureza subjetiva, são demorados para usar, e são incapazes de distinguir as quantidades individuais de xantofilas que formam MPOD13,22,23,24. O refletor de pigmento macular (ver Tabela de Materiais), também referido como refletor (ver Figura 1), aborda essas limitações medindo objetivamente o MPOD e seus componentes individuais de luteína e zeaxantina (xantophylls)25. O reflectômetro utiliza uma fonte de halogênio de quartzo de quartzo filtrada e collimada uv/ir para enviar um feixe de luz controlado para a retina (ver figura esquemática 2) e os filtros internos absorvem a maior parte da radiação produzida. Portanto, há pouco ou nenhum risco de exposição à radiação para o participante. Os diversos cromosforos e estruturas no olho humano e os padrões correspondentes de absorção e refletorestão estão bem descritos na literatura26,27,28. A análise da luz refletida processada pelo espectrômetro interno permite o isolamento quantitativo e a medição das densidades ópticas de luteína e zeaxantina (L-OD, Z-OD) juntamente com o MPOD global. A terceira metenóide retina mótenoide meso-zeaxânna é espectrosamente indistinguível da zeaxantina e, portanto, o Z-OD representa uma combinação de ambos os carotenoides29. Trabalhos anteriores mostraram que a reflectometria é confiável ao medir l-od central, Z-OD e MPOD25,29.

O objetivo do presente estudo é criar uma técnica que possa ser utilizada para produzir em estimativas in vivo dos níveis de zeaxantina e luteína nas regiões de retina foveal e parafoveal em humanos. Objetivos adicionais são comparar os achados com os resultados laboratoriais e histologia publicados anteriormente14,29. A abordagem desenvolvida e descrita neste manuscrito e sua utilização ao lado da reflectometria para medir o MPOD perifoveal é novidade. Esta técnica pode ser usada com qualquer unidade de refletometria existente sem grandes modificações para medir níveis de retina de carotenoides individuais, como L-OD e Z-OD, em vários locais foveis e parafoveis.

O estudo apresentado neste manuscrito inclui oito participantes de 22 a 29 anos de idade. Nossos métodos incluem primeiro a realização de um exame oftalmológico de rotina para garantir que os participantes do estudo atendam aos critérios de inclusão. Após obter consentimento informado, cada participante do estudo foi submetido aos quatro testes seguintes: 1) um dispositivo fotômetro heterocromático disponível comercialmente foi utilizado para obter uma medição central do MPOD; 2) utilizou-se um dispositivo refletômetro para obter duas medições centrais; 3) utilizando o mesmo dispositivo refletor em conjunto com o sistema de pista periférica, as medições dos níveis de carotenoide a uma excentricidade de 1 grau, que tem um círculo de 0,30 mm de diâmetro, foi centrada a 0,30 mm da fovea central; 4) utilizando a mesma configuração, níveis carotenoides em uma excentricidade de 2 graus, um círculo de 0,30 mm de diâmetro colocado na borda da fovea (uma região parafoveal), também foram medidos.

As medições de MPR foram realizadas após dilatar o aluno de cada participante com gotas oftálmicas de 1% tropicamida. Sabe-se que a dilatação pupilar não é necessária para obter valores de MPOD usando reflectometria, mas pode melhorar a repetibilidade das medições L-OD e Z-OD25,29. Isso é possivelmente devido ao fato de que as medidas obtidas da retina usando o refletor tem melhor relação sinal-ruído quando as pupilas foram dilatadas. Para as medições precisas e estáveis de refletometria periférica, os participantes utilizaram metas de fixação que foram colocadas no infinito óptico30,31.

Obtivemos medições de refletômetro s para 30 s e descartamos os primeiros 10 s de dados. Este procedimento tem duas vantagens: 1) a fonte de sinal é brilhante e permite que os olhos se adaptem e se adaptem à tarefa; e 2) mais importante, o pigmento fotoreceptor branquea durante os primeiros 10 s. Portanto, a eliminação dos primeiros 10 s de medição permite um sinal29mais estável e preciso . Realizamos todos os testes de reflectometria duas vezes no presente estudo, após o qual fizemos a média das medições para obter valores mpod, L-OD e Z-OD e a proporção de Z-OD/ L-OD para cada participante.

Protocolo

Todos os assuntos foram recrutados em um único local, a Western University of Health Sciences. O estudo foi aprovado pelo conselho de revisão institucional da Western University of Health Sciences, Pomona, Califórnia, EUA, e conduzido de acordo com os princípios da Declaração de Helsinque. Antes da participação, todos os participantes receberam uma explicação detalhada do estudo e assinaram um termo de consentimento informado antes de qualquer avaliação oftalmológica padrão ser realizada.

1. Recrutamento de participantes

  1. Inclua participantes com pelo menos 18 anos de idade e tenham uma acuidade visual de 20/40 ou melhor.
  2. Inclua participantes com condições clinicamente insignificantes como cataratas, drusen isolado, desprendimento víredo posterior, drusen familiar na periferia e condições de retina periféricas, como degeneração de rede, ou defeitos epiteliais pigmentos da retina. Certifique-se de que os participantes tenham binóculos idade normal e que não tenham supressão32.
  3. Realize isso pela administração de um teste de supressão32. Este é um passo crucial porque na ausência de binocularidade normal, os participantes não poderão reconhecer a meta de fixação e medição da fonte de luz simultaneamente e, assim, confirmariam a localização adequada da medição nas regiões fovea e parafoveal.
  4. Exclua todos os participantes com menos de 18 anos de idade, com acuidade visual pior que 20/40, com danos na retina na região da mácula (parte central da retina), glaucoma, retinopatia diabética, hemorragia, catarata grave ou opacidades víresas que previnem imagens oftalmológicas ou medições de RpME.
  5. Exclua os participantes que não conseguem realizar as medidas usando fotometria ou refletometria heterocromática, aqueles para os quais os dispositivos não são capazes de fornecer valores de MPOD, ou aqueles com supressão ocular.

2. Criando o sistema de pista periférica (Figura 3)

  1. Obtenha uma pista deslizável com um trilho de alumínio de aproximadamente 1 m de comprimento que contém um recuo oco com espaço para uma pista deslizável, como uma faixa meteorológica da porta.
  2. Monte a pista a 6,1 m (20 pés) do sujeito sentado no MPR para que as medições de refletometria sejam realizadas. Certifique-se de que a pista está a 1,5 m do chão para estar na mesma altura que o olho do participante durante a medição da reflectometria.
  3. Montar três luzes LED de controle remoto de 1 cm x 1 cm na pista deslizável para que os centros das luzes sejam espaçados a 10,7 cm um do outro.
    NOTA: Os 10,7 cm significam cada grau e foram determinados porque cada luz LED está a 6,1 m de distância do participante. A distância de 6,1 m (~20 pés) é a distância mínima para obter um verdadeiro infinito óptico, mas se um sistema de pista é criado a uma distância adicional, a distância entre cada luz LED mudaria e uma nova distância teria que ser calculada trigonometralmente. (Veja Tabela 1). Se menos de 6 m forem utilizados, a dilatação pupilar é aconselhável minimizar a acomodação ocular.

3. Medições usando um fotômetro heterocromático cintilam

NOTA: Esta etapa é para coleta adicional de dados e não é essencial para medições periféricas usando o refletômetro.

  1. Incutir lágrimas artificiais em ambos os olhos, peça ao participante para piscar algumas vezes, e remendar o olho que não está sendo testado.
  2. Explique o procedimento ao participante.
  3. Instrua o participante a olhar para o alvo central de fixação do fotómetro heterocromático visível através da ocular e pressionar o clicker cada vez que observar o alvo piscando. Certifique-se de que o alvo de fixação cintila um total de cinco vezes para determinar o limiar inicial.
  4. Veja os resultados do limiar inicial e lembre o participante de clicar no botão cada vez que o alvo central de fixação pisca à medida que o teste continua de 45 s a 1 min.
  5. Um gráfico e o valor do MPOD aparecerão no monitor de controle, juntamente com um índice de confiabilidade. Certifique-se de que o "aceitável" seja exibido no índice de confiabilidade. Repita o teste se os resultados indicarem "borderline" ou "inaceitável" até que um índice de confiabilidade "aceitável" seja obtido.
  6. Clique na próxima seta verde que aparece no monitor de controle assim que o participante terminar o teste para salvar os resultados.

4. Procedimento de medição central usando o refletômetro

NOTA: As etapas subsequentes levarão à medição de carotenoides individuais. Isso é realizado usando o refletômetro. As medições centrais não precisam ser realizadas para medir medidas periféricas com o refletômetro. No entanto, as medições centrais são importantes para o uso clínico.

  1. Insira as informações participantes no software do refletômetro.
  2. Clique na guia Run Eye Test.
  3. Calibração Branca
    NOTA: Este é um passo crucial na calibração do espectrômetro dentro do dispositivo refletômetro para amostra branca de espectro completo. Isso é realizado uma vez por dia quando o dispositivo é ligado pelo técnico. Um participante não é necessário para esta etapa.
    1. Clique no botão Branco ao lado do Calibrar.
    2. Insira o tubo de calibração branco no refletor após a mensagem instruindo o usuário a inserir o "tubo de calibração branca" é exibido na tela.
    3. Clique EM OK assim que o tubo de calibração branco estiver inserido para iniciar a calibração branca. Certifique-se de que o botão Preto ao lado do Calibrate tenha sido ativado depois que a mensagem White Calibration Successful apareceu na tela.
  4. Calibração Preta
    1. Incutir uma gota de lágrimas artificiais nos olhos do participante e fazê-los colocar o queixo no queixo para descansar.
    2. Instrua o participante a colocar o olho perto do copo de olho. Usando o joystick, posicione suavemente o sistema para que a taça ocular pressione contra a órbita ocular do participante e bloqueie a luz da sala do sistema.
    3. Clique no botão Preto para selecionar Calibrar e alinhar o sistema ao aluno do participante. O alinhamento adequado é alcançado quando o aluno é centrado no círculo exibido no monitor da tela sensível ao toque.
    4. Instrua o participante a ajustar o botão rotativo na parte frontal do sistema para obter um alvo claro.
    5. Clique EM OK uma vez que o participante tenha ajustado corretamente o sistema à sua visão. O sistema realizará automaticamente uma sequência de calibração preta. Uma vez que a calibração preta tenha sido concluída com sucesso, os botões Do Olho Esquerdo e olho direito serão ativados, e uma mensagem Black Calibration Successful aparecerá na tela.
  5. Início da medição
    1. Clique no botão Olho Esquerdo ou Olho Direito na tela, dependendo de qual olho está sendo medido.
    2. Certifique-se de que o sistema exibe a mensagem Alinhar sistema ao Olho do Sujeito. Certifique-se de que o sistema esteja alinhado com o aluno do participante. Use o joystick para fazer ajustes finos.
    3. Clique no botão OK na tela para iniciar a medição do MPOD. O tempo de medição é de 30 s. É necessário um mínimo de 10 s para obter os parâmetros/resultados. Um temporizador de contagem regressiva aparecerá na parte superior da tela exibindo quanto tempo resta para a medição. Peça ao participante para olhar a luz de fixação e incentivá-lo a piscar apenas quando necessário.
    4. Use o joystick durante a medição para garantir que o sistema permaneça alinhado com o aluno do participante.
    5. Certifique-se de que o sistema exibe uma mensagem informando medição Bem Sucedida quando a medição estiver concluída.
    6. Clique no botão OK para finalizar.
    7. Repita as etapas 4.4-4.6.6 para testar o outro olho, se necessário. Todo o processo leva cerca de 2 a 3 min.
      NOTA: Para repetir a medição no mesmo olho, espere pelo menos 30 s e repita as etapas 4.6-4.6.6.

5. Técnica de medição periférica usando refletômetro(Figura 3)

NOTA: O olho não testado se fixará em um alvo que permite a colocação do estímulo em várias excentricidades da fovea do olho testado. Essa metodologia requer binocularidade normal para permitir o posicionamento correto do olho em que a densidade óptica do pigmento macular está sendo medida.

  1. Insira informações participantes no software de reflectometria.
  2. Clique na guia Run Eye Test.
  3. Calibração de faixaperiférica
    1. Depois que a calibração branca e preta for executada, pressione o botão Olho Esquerdo ou Olho Direito na tela, dependendo de qual olho deve ser medido.
    2. O sistema exibirá uma mensagem Sistema de Alinhamento ao Olho do Sujeito. Certifique-se de que o sistema esteja alinhado com o aluno do participante. Use o joystick para fazer ajustes finos.
    3. Ligue a luz LED no sistema de pista que é mais distante para o participante. Neste momento, o participante deve ser capaz de ver tanto a luz de dentro do refletômetro com o olho direito quanto a luz LED vermelha com a esquerda.
    4. Instrua o participante a direcionar o observador treinado para ajustar a pista periférica até que eles possam sobrepor ambos os estímulos ao melhor de sua capacidade.
      NOTA: Pode haver variabilidade entre os participantes sobre até onde seu "ponto de calibração" sobreposto se deve a diferenças anatômicas.
  4. Início da medição
    1. Desligue a luz LED e ligue a próxima luz LED (à esquerda) para realizar a próxima medição excêntrica de 1 grau. Explique ao participante que precisa olhar para a nova luz LED vermelha durante toda a medição.
    2. Clique no botão OK na tela para iniciar a medição do MPOD. O tempo de medição é de 30 s. Um temporizador de contagem regressiva aparecerá na parte superior da tela exibindo quanto tempo resta para a medição. Peça ao participante que olhe para a luz LED vermelha apropriada e encoraje-o a piscar apenas quando necessário.
    3. Use o joystick durante a medição para garantir que o sistema permaneça alinhado com o aluno do participante.
    4. Certifique-se de que o sistema exibe uma mensagem informando medição Bem Sucedida quando a medição estiver concluída.
    5. Clique no botão OK para finalizar.
    6. Repita as etapas 5.3.1-5.4.5 para retomar uma medição.
      NOTA: Todo o processo leva cerca de 2 a 3 min. Duas medidas são recomendadas para cada grau permitir a comparação. Para repetir as medidas em uma excentricidade da retina diferente, altere a separação de grau na etapa 4.8.

6. Análise (Figura 4)

  1. Faça uma cópia do arquivo a ser analisada.
    NOTA: O arquivo analisado foi gerado nas etapas 4.6.6 e 5.4.5. Esta etapa não é essencial, mas permite várias análises realizadas sem alterar os dados originais.
  2. Abra o software de reflectometria na área de trabalho.
  3. Clique em Importar no lado esquerdo do aplicativo e escolher o arquivo copiado a ser aberto.
  4. Clique em Editar na guia Registro de Assunto. Uma nova janela se abrirá. Isso ajudará a obter dados do intervalo de tempo desejado.
  5. Mova a barra de slides inferior de 0 a 10 para eliminar os primeiros 10 s de medição.
    NOTA: A barra de slides deve ler de 10 a 30. Essas barras de slides podem se mover para cima ou para baixo para escolher o intervalo de tempo desejado para analisar. (ver Figura 4).
  6. Clique no botão Sair no lado esquerdo desta janela. Uma janela de aviso aparecerá. Selecione OK para confirmar os cortes de intervalo.
  7. Clique em Iniciar analisador na parte inferior esquerda do programa (ver Tabela de Materiais). Uma nova janela se abrirá.
  8. Clique em Melhor Ajuste na parte inferior da página. Isso irá preencher o primeiro conjunto de dados, incluindo L-OD e Z-OD.
  9. Registre os dados.
  10. Clique em Reset para selecionar outra opção de análise.
  11. Selecione Pigmento Macular as opções do Modelo receptor.
  12. Clique em Melhor Ajuste para preencher o segundo conjunto de dados, incluindo MPOD.
  13. Clique em Salvar solução para salvar este intervalo.

Resultados

Este estudo incluiu oito participantes entre 22 e 29 anos de idade. A Tabela 1 descreve como calcular a distância para obter cada grau de excentricidade do centro da macula. A Tabela 2 proporciona a demografia dos participantes. A amostra do estudo inclui um número igual de machos e fêmeas com uma grande variedade de diversidade etno-racial. A Tabela 3 mostra os resultados médios do MPOD obtidos tanto pelos dispositivos quanto pelo L-OD e z-OD de todos os participantes envolvidos no estudo em várias excentricidades. O MPOD médio e o desvio padrão obtidos pelo fotômetro heterocromático flicker e a técnica de reflectometria foram 0,480 (SD 0.14) e 0,593 (SD 0,161), respectivamente. Houve excelente correlação entre a medição do MPOD obtida utilizando as técnicas com coeficiente de correlação Person r = 0,92 (p < 0,001). O Z-OD foi maior centralmente comparado com o L-OD medido na região foveal. A relação L-OD para Z-OD centralmente foi de 1:2,61. O Z-OD diminuiu em função da excentricidade no centro da fovea. A 1 grau do fovea central, a concentração de Z-OD medida pela refletometria diminuiu significativamente, com um aumento no L-OD. A relação L-OD para Z-OD a 1 grau da fixação central foi de 1,38:1.0. Na região parafoveal a 2 graus da fixação central, a luteina tornou-se a carótenóide predominante e a relação L-OD para Z-OD foi de 2,08:1.0. As tabelas 4, 5e 6 mostram os dados obtidos de todos os oito sujeitos. Examinando as tabelas, é óbvio que há variabilidade interindividual significativa dos valores L-OD, Z-OD e MPOD, indicando que os limites fisiológicos da normalidade podem ser grandes.

figure-results-1
Figura 1: Refletômetro de pigmento macular. Refletômetro de pigmento macular usado neste experimento. Clique aqui para ver uma versão maior deste valor.

figure-results-2
Figura 2: Refletômetro macular esquemático operacional. Diagrama dos esquemas operacionais internos do dispositivo MPR. Clique aqui para ver uma versão maior deste valor.

figure-results-3
Figura 3: Sistema de trilhos de medição periféricos. (A)O refletômetro do pigmento macular com o sistema de pista periférica a 6,1 metros de distância. (B) O sistema de pista com um pesquisador apontando para a luz LED de 0 grau. (C)Todo o sistema como ele apareceria quando o participante está sendo testado. (D)O sistema de pista com a luz LED de 1 grau acesa. Clique aqui para ver uma versão maior deste valor.

figure-results-4
Figura 4: Janelas mostrando barras de slides usadas para editar medições para o tempo desejado. As barras de slides usadas para editar o prazo desejado. A imagem mostra os primeiros 10 sendo removidos. Clique aqui para ver uma versão maior deste valor.

Distância de teste [m]3456.178910
Distância entre luzes [m]0.0520.070.0870.1070.1220.140.1570.175

Tabela 1: Separação entre luzes de fixação a várias distâncias do alvo. A distância entre as luzes é o valor para x nesta equação:
figure-results-5
onde d é a distância de teste.

AssuntoIdadeGêneroEtniaCorrida
300227FHispânicoCaucasiano/Mais de uma raça
300328FHispânicoNenhum
300426FNão é hispânico.Afro-americano
300524MHispânicoAsiático/Mais de uma corrida
300627MNão é hispânico.Asiático
300725FNão é hispânico.Afro-americano
300929MHispânicoCaucasiano/Mais de uma raça
301022MNão é hispânico.Asiático

Tabela 2: Demografia dos participantes do estudo. Tabela mostra a idade, sexo e etnia dos participantes testados. A média de idade dos participantes foi de 26 anos. Havia uma proporção de 1:1 de homens para mulheres. A etnia autoidentificada dos participantes incluiu 50% hispânico e cerca de 37,5% de asiáticos ou mais de uma raça.

L-OD médioZ-OD médioMPOD de mestenteProporção Z-L médiaMPOD de fotometria mean-flicker
Central0.2470.4250.5932.61:10.48
Periférico 1 deg0.4020.1220.2481:1.38Não disponível
Periférico 2 deg0.3660.030.1431:2.08Não disponível

Tabela 3: Valores médios de carotenoides em várias excentricidades. A tabela mostra os resultados médios dos oito participantes do estudo. SD para l-OD central médio (0,188) e z-od central (0,142). SD para MPOD Central Médio de MPR (0,161) e SD para MPOD Central Médio do refletômetro (0,14). D.SD para L-OD médio a periférico 1 grau (0,224) e Z-OD médio em periférico 1 grau (0,122). SD para MPOD médio de MPR em periférico 1 grau (0,248). SD para L-OD médio em periférico 2 grau (0,366) e SD para Z-OD médio em periférico 2 grau (0,030). SD para MPOD médio de MPR em periférico 2 grau (0,143).

ParticipanteL-ODZ-ODMPODRelação Z-LMps
30020.5250.4090.6690.7780.58
30030.5660.4150.65250.7330.48
30040.16150.2910.4371.7930.437
30050.1210.4140.5553.4320.555
30060.1480.7240.8884.8920.888
30070.0740.3890.5365.2570.536
30090.1970.260.3611.320.361
30100.1830.4960.6422.710.642

Tabela 4: Medidas individuais de densidade óptica carótóide obtidas na fixação central. Tabela mostra as medidas obtidas na fixação central para todos os oito participantes.

ParticipanteL-ODZ-ODMPODRelação Z-L
30020.32500.0120
30030.3850.080.1660.208
30040.1210.2530.3922.091
30050.701500.1190
30060.3620.2860.450.79
30070.1040.2650.3912.548
30090.58900.1830
30100.6260.0940.2730.15

Tabela 5: Medidas individuais de densidade óptica carótóide obtidas a 1 grau de fixação central. Tabela mostra as medidas obtidas a 1 grau da fixação central para todos os oito participantes.

ParticipanteL-ODZ-ODMPODRelação Z-L
30020.14600.0430
30030.35100.0660
30040.0630.0770.1691.222
30050.1890.0170.0670.09
30060.90200.2910
30070.040.0990.2012.475
30090.7180.0460.2320.064
30100.51800.0760

Tabela 6: Medidas individuais de densidade óptica carótóide obtidas a 2 graus da fixação central. Tabela mostra as medidas obtidas a 2 graus da fixação central para todos os oito participantes.

Discussão

Nosso estudo ilustra a técnica e a metodologia para realizar em medições do MPOD vivo em várias regiões foveis e parafoveis utilizando um dispositivo refletor. Desenvolvemos e calibramos um sistema de trilha periférica para obter medições a 1 grau e 2 graus a partir da fixação central. Nossos resultados do estudo mostram que MPOD, L-OD e Z-OD podem ser medidos em várias regiões foveis e parafoveis usando este protocolo no infinito óptico. O protocolo pode ser adaptado para distâncias mais curtas quando salas longas não estão disponíveis em uma clínica. Nesse caso, porém, será necessária dilatação pupilar para controlar a acomodação ativa (ver Tabela 1).

Há dois passos críticos ao realizar este experimento: 1) a calibração de 0 graus e 2) a calibração preta. Ao usar o sistema de trilha periférico para medir o MPOD e seus constituintes fora do centro, a fixação externa para a calibração de 0 graus ou medição foveal é de extrema importância. Se o participante cujo olho é medido não entender esse procedimento ou não puder realizar as etapas necessárias, as medições serão comprometidas e errôneas. A calibração preta também é crítica porque permite que o MPR estabeleça uma medição do espectrômetro de linha de base quando nenhuma luz estiver presente, que o dispositivo então se compara a todos os valores obtidos a partir do assunto. Portanto, a calibração preta é uma obrigação para cada participante.

Nossos resultados do estudo indicam que os níveis centrais do MPOD correspondem aos dados dos estudos experimentais e histológicos publicados anteriores7,10,14. Além disso, constatamos que os níveis de declínio do MPOD com o aumento da excentricidade da retina, com os valores do MPOD sendo maiores no foveal em comparação com a região parafoveal. Os níveis de luteína e zeaxantina também variam em diferentes locais de retina com as razões de luteína e zeaxantina mudando como uma função de excentricidade. Encontramos as relações l-OD central e Z-OD de 1:2,6, que mudaram para 2,08:1 a 2 graus de fixação central. Isso é consistente com relatórios de estudos anteriores10,29. Descobrimos que os níveis de luteína e zeaxantina apresentaram considerável variação interindividual. Experimentos laboratoriais anteriores avaliaram apenas três indivíduos e há informações limitadas nesta área29. Se a variação interindividual significativa dos níveis de carotenoides estiver correta, então isso apoiaria a necessidade de obter medidas básicas de carotenoides e adaptar suplementos individuais. Mais pesquisas serão necessárias para confirmar essa constatação de alta variabilidade interindividual dos níveis de luteína e zeaxantina em indivíduos saudáveis. Publicações anteriores e trabalho com este dispositivo MPR mostram que medidas repetíveis podem ser obtidas para MPOD em condições pupilares não dilatadas e dilatadas, embora a repetibilidade das medições L-OD e Z-OD tenha sido melhorada quando os alunos foram dilatados25. No presente estudo, realizamos todas as medições de MPR com pupilas dilatadas. Dado que os níveis de carotenoide são mais baixos na periferia foveal e região parafoveal, pode ser essencial divagar o aluno para uma força de sinal consistente e medições periféricas confiáveis.

Tentamos vários métodos, e finalmente desenvolvemos e testamos nosso sistema de pista. Provou ser a maneira mais eficaz de alcançar resultados confiáveis. O sistema foi testado examinando três participantes várias vezes para ver se resultados semelhantes poderiam ser alcançados a cada tentativa. Isso incluiu medir os participantes em três ocasiões distintas durante um período de dois meses. Outros métodos tentados incluíram modificar a ocular da reflectometria criando uma capa com fendas pré-cortadas a 0, 1 e 2 graus fora do centro. Esta técnica mostrou-se ineficaz porque as fendas estavam muito próximas para um sujeito distinguir adequadamente.

Existem várias limitações neste estudo. O estudo exige que os sujeitos tenham binóculos normal. Isso garante que o sujeito será capaz de fixar-se no alvo enquanto o outro olho está sendo medido. Os sujeitos que não atenderem a esse critério não poderão cumprir as instruções, não se fixarão adequadamente ao engajar o estímulo e não poderão ser medidos com sucesso usando essa técnica. O sistema de pista era confiável, mas suas limitações poderiam ser abordadas em estudos futuros. O protocolo poderia ser melhorado por ter luzes de fixação LED vermelhas incorporadas com parte de um sistema de optometer Badal como parte do refletômetro. Isso permitiria ao participante fixar-se na excentricidade desejada com o olho sendo medido com acomodação adequada da lente.

Atualmente, não há técnicas alternativas para medir em Vivo L-OD e Z-OD. No entanto, existem dispositivos alternativos que medem o MPOD. Um desses dispositivos é o fofurômetro heterocromático usado neste estudo. O fotômetro heterocromático da cintilação emprega um método psicofísico de teste e não pode determinar os valores individuais de luteína e zeaxantina. As medições do MPOD central obtidas utilizando um fotômetro heterocromático de cintilação foram uma média 0,11 menor do que as obtidas pelo dispositivo MPR com desvio padrão de 0,16. A medição do MPOD obtida utilizando ambas as técnicas apresentou excelente correlação conforme relatado anteriormente25.

Embora o estudo atual tenha um pequeno tamanho amostral, seu objetivo era provar o conceito de que medidas periféricas de densidade óptica zeaxantina e luteína podem ser obtidas usando um dispositivo de refletometria. Para nossoconhecimento, outros estudos in vivo tiveram tamanhos amostrais significativamente menores do que a amostra utilizada neste estudo. Portanto, estamos confiantes de que nossos resultados demonstram que a densidade de carotenoide vivo pode ser medida na região foveola, foveal e parafoveal utilizando um refletor. Nosso estudo esclarece ainda mais como os níveis de zeaxantina e luteína são distribuídos nas regiões macular central e periférica dentro da retina humana. Como encontramos uma variação notável dos valores entre nossos participantes do estudo, estudos maiores tanto in vivo quanto in vitro são necessários para entender melhor a distribuição, os níveis e as proporções de luteína e zeaxantina dentro da população em geral.

Divulgações

Dr. Pinakin Davey é consultor da ZeaVision e dr. Dennis Gierhart é um funcionário, diretor científico zeaVision fabricante de dispositivos MPR. Outros autores não relatam conflitos.

Agradecimentos

Agradecemos ao WesternU College of Optomettry e ao programa mestrado em Ciências Médicas da WesternU por sua ajuda e apoio. Agradecemos também à ZeaVision pelo generoso apoio e financiamento.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Limiar de Porta Inferior Prateado 1-1/4-in x 36-in FrostKing LLC77578013947Qualquer tira ajustável que possa ser montada em uma parede será suficiente.
Fita isolante preta3M Company054007-00053Usada para ajustar a luz de fixação para criar uma região de 1cm por 1cm.
Luzes LED com controle remotoElfeland LLCELFELANDhoasupic1295Qualquer pequena luz LED de fixação vermelha com controle remoto que possa ser montada no trilho será suficiente.
Refletômetro de Pigmento MacularZeavision LLCN/AProtótipo não disponível para venda.
Espectrômetro de Pigmento Macular Quantifeye 2Zeavision LLCNúmero de catálogo N/AApenas o modelo disponível na Zeavision LLC.
Ultra Gel Control 4g Super ColaHenkel AG & Empresa1405419Usado para fixar luzes LED para rastrear, mas qualquer adesivo forte será suficiente.
Software de reflectometria proprietário da Zeavision, nativo do refletômetro de pigmento macularZeavision LLCN/AO software e o algoritmo são de propriedade da Zeavision LLC.

Referências

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