Summary
망막 화상 분석을 미세 시각화 거슬리지 절차이다. 심혈 관계 질환의 위험 요인의 영향은 망막 혈관 구경의 변화가 발생할 수있다. 절차는 탄환이 설명되어 용기를 계산 안저 화상과 같이 획득한다.
Abstract
미세는 150 μm의보다 직경 혈관으로 구성되어 있습니다. 이 순환계의 많은 부분을 차지하는 심혈관 건강을 유지하는데 중요한 역할을한다. 망막은 그 라인의 눈의 내부 조직이며 미세 혈관의 비 침습성 분석을 허용하는 유일한 조직이다. 요즘, 고품질 안저 화상이 디지털 카메라를 이용하여 획득 될 수있다. 망막 화상 심지어 학생의 팽창없이, 5 분 이내에 회수 될 수있다. 미세 순환을 시각화이 눈에 거슬리지하고 빠른 절차는 역학 연구에 적용 할 노년에 이른 나이부터 다시 심장 혈관 건강을 모니터링하는 매력적이다.
혈액 순환에 영향을 미치는 전신 질환은 망막 혈관의 진보적 인 형태 학적 변화가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 망막 동맥과 정맥의 혈관 구경의 변화가 고혈압, athero과 관련되어있다경화증, 뇌졸중 및 심근 경색의 위험이 증가. 선박의 폭은 이미지 분석 소프트웨어와 육 가장 큰 동맥의 폭을 사용하여 유도하고 정맥은 이에 상응하는 망막 중심 동맥 (CRAE)와 중앙 망막 세정맥 상당 (CRVE)에 요약되어 있습니다. 후자의 기능은 수정 생활 환경 및 심혈관 질환 위험 인자의 영향을 연구하는 유용한 것으로 나타났다.
절차는 안저 화상과 CRAE 및 CRVE가 설명된다 얻었다 분석 단계를 취득한다. CRAE 및 CRVE의 반복 측정의 변동 계수는 2 % 미만이고 내-레이터 신뢰성이 매우 높다. 패널 연구 입자상 대기 오염 단기 변화 망막 혈관 탄환의 빠른 응답을 사용하여, 심혈관 사망률과 질병률을위한 공지 된 위험 인자가보고된다. 결론적으로, 망막 이미징 역학 studie 편리하고 쓸모있는 도구로 제안의 심혈관 질환의 위험 요인에 대한 미세 혈관 반응을 연구한다.
Introduction
미세는 150 μm의보다 직경 혈관으로 구성되어 있으며 작은 저항 동맥, 세동맥, 모세 혈관과 정맥을 포함한다. 이러한 혈관 순환계의 많은 부분을 구성하는 심혈관 건강을 유지하는데 중요한 역할을한다. 150 μM의 혈관 직경은 생리적 및 물리적 한계이다. 직경 미만 150 μm의 혈관의 유변학 적 특성은 큰 동맥 다르다. 또한,이 자동 조절 저항 변화의 대부분은 혈류 자동 조절 일을 나타내는 혈관 침대에서 다운 스트림 150 μm의에서 발생합니다. 미세 두 가지 중요한 기능이 있습니다. 주요 기능은 조직에 맞도록 요구하고 노폐물과 이산화탄소를 배출하기 위하여 산소 및 대사 기질과 세포를 제공하는 것이다. 과거 혈관 및 미세 혈관 유동 패턴의 수의 변화는 효과적인 교환 표면적을 감소시키고있다 LEA최적 조직 관류 및 고장 D 대사 수요 2를 충족합니다. 또한, 수압은 혈관계 내에 떨어지고 미세 전체적인 주변 3 저항을 조절하는 역할을한다.
망막은 눈의 내부 안감 층상 조직이다. 그것의 주요 기능은 상기 시각 정보를 처리하는 시각 피질에 전달되는 신경 신호로 들어오는 빛을 변환한다. 망막의 기능은 외부 세계,이 프로세스에 관련된 모든 안구 구조는 광학적으로 투명하게 볼 수있다. 이것은 미세 혈관 (4)의 비 침습적 이미징 망막 조직에 접근한다. 망막 이미징은 눈의 질환을 확인하는 데 사용되고있다. 예를 들어, 황반 변성증의 진보 된 형태로 인해 황반에 비정상적인 혈관 성장의 시력 상실을 초래할 수있다. 이러한 혈관 흘리며 더 투과성과 피사체 경향g 및 망막 내 또는 아래에 혈액 단백질의 유출. 후자의 이벤트는 광 수용체에 돌이킬 수없는 손상에 대한 책임이 있습니다. 녹내장의 개발은 신경절 세포 축색 돌기의 손상과 연관시킵니다. 이 프로세스의 효과는 망막 화상 5에서 관찰 될 수있는 광학 디스크로 넣는 리드. 당뇨 망막 병증은 망막 혈관 벽에 손상을 리드 고혈당에 의해 발생합니다. 이는 국소 빈혈, 새로운 혈관의 성장과 혈관 네트워크 형상의 변화를 초래할 수있다. 또한, 혈액 망막 장벽이 열렸 hyperpermeable 모세 혈관 동맥류 6의 누출을 일으키는 파괴의 대상이 될 수 있습니다.
망막 미세 혈관은 심장, 폐, 뇌 7에있는 미세 혈관 침대 동성을 보여줍니다. 이것은 뇌 미세 순환에 영향을 미치는 전신 질환은 망막에 평행 변화를 일으킬 수 있다는 것을 확립된다. 해당 없음 동맥rrowing 및 망막의 강화 동맥 빛의 반사는 뇌의 작은 혈관 질환 (8)에 의해 발생하는 혈관 이상, 백질 병변과 lacunes와 연결되어 있습니다. 중요한 관계는 좁은 망막 정맥, 변경된 망막 미세 혈관 망 및 알츠하이머 병의 발생 사이에 발견되었다. 그것은 환자의 뇌는 망막 구에서 관찰 할 수있는 변형 된 뇌 미세 혈관을하는 것이 좋습니다.
증거가 망막 혈관 변화 및 관상 동맥 심장 질환 10,11 사이의 상관 관계에 대해 증가된다. 망막 동맥 및 망막 혈관 (A / V)의 직경 사이의 비는 고혈압과 동맥 경화증 (12)을 반영하기 위해 프록시 민감한 것으로 밝혀졌다. 감소 된 A / V 비율로 이어지는 동맥과 정맥의 넓히기의 협착은 뇌졸중, 심근 경색 13의 위험을 확증한다. 고혈압은 직접이 발생할 수 있습니다망막 허혈 및 면화 반점과 깊은 망막 흰색 반점 (14)와 같은 가시가되어 망막 경색. 세르 및 Sasongko 최근 문헌 요약 그들은 생활 환경 위험 인자 (예를 들어, 다이어트, 신체 활동, 흡연, 대기 오염)에 대한 노출은 망막 미세 혈관 침대 (15)에 형태 학적 변화를 유도 할 수 있다고 결론 지었다. 중요한 것은, 망막 변화에도 질병 16의 임상 양상 전에, 심혈관 위험 인자와 관련이있다.
심혈 관계 이환율과 사망률의 발생에 중요한 증가는 장기 기인 한 단기 노출 대기 오염 17, 18 입자상. 연구, 즉 입자상 물질 (PM), 대기 오염의 중요한 부분을 나타낸다 심혈관 질환의 발전에 기여하고 심혈관 19,20을 유도한다. 의 기능 장애미세 혈관 베드 관찰 협회에서 역할을하는 것으로 생각된다. 이러한 점에서, 공기 오염에 노출하고 좁혀 망막 동맥 간의 연관 아달와 동료 (21)에 의해보고되었다. 망막 동맥의 구경이 좁아과 세정맥 구경에 2.5 μm의 ≤ PM 2.5 (입자상 물질로 증가 장단기 노출 지역에 거주 죽상 경화증 (MESA)의 다중 민족 연구의 4607 참가자들 사이 넓은했다 직경) 21. 만성 대기 오염 노출로 인한 전신 염증 넓은 세정맥 지름 22 발생할 수 있습니다. 이것은 망막 미세 혈관 침대 23에 흡연의 영향을보고하는 연구를 확증. 단기 대기 오염 노출과 망막 안저 사진 (24)로 측정 건강한 성인의 미세 혈관 변화 (나이 22-63년) 사이의 연관에 최근 게시보고합니다. increaPM (10) (입자 지름 10 μM ≤ 물질) 및 BC에서 SE는 (카본 블랙은, 트래픽에 관련된 디젤 배기를위한 프록시로서 사용될 수 부산물 연소) 세동맥 구경 (24, 25)의 감소와 관련되었다.
이 과학적인 비디오 프로토콜에서의 절차는 동맥과 세정맥 선박 구경을 얻기 위해 이미지 분석을 수행하고, 이에 상응하는 망막 중심 동맥 (CRAE)과 중앙 망막 세정맥 상당 (CRVE)를 계산하기 위해, 눈의 안저 사진을 수집 할 수 있도록 서술되어있다. 망막은 나이 26, 27까지 이른 나이에서 수집 할 수있는 미세 혈관과 이미지의 눈에 거슬리지 분석을 수있는 유일한 조직이기 때문에 망막 이미징은 관심을 증가 얻고있다. CRAE 및 CRVE은 수정 라이프 스타일과 미세 혈관에 환경 심혈관 질환 위험 요인의 영향을 반영하는 중요한 변수가 될 것으로 보인다. 원고에서, 반복성용기 분석 설명된다. 또한, 역학 연구에서 망막 미세 혈관 분석의 적용은 입자상 공기 오염에 노출 (24)의 영향을 중심으로 한 회 반복 측정에서 얻어진 설계 우리의 연구 결과를 요약하여 나타낸다.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
하셀 트 대학의 윤리위원회와 대학 병원 앤트워프는 연구를 승인했다. 참가자는 참가하는 자신의 동의서를 주었다.
1 장비 설정
- 디지털 망막 카메라와 기기의 메인 블록에서 검은 색 보호 껍질을 제거합니다.
- 배터리 함을 열고 카메라의 배터리를 넣습니다. 배터리와 본체를 연결하는 와이어를 분리하지 마십시오.
- 본체에 카메라를 나사 및 두 개의 전선을 연결합니다. 파워 그리드와 제공된 USB 케이블로 컴퓨터 본체를 연결합니다.
- "on"으로 ON / OFF 버튼을 전환하여 본체를 시작합니다. "on"으로 ON / OFF 버튼을 전환하여 카메라를 시작합니다.
- 컴퓨터를 시작합니다. 이것은 본체와 컴퓨터 사이의 연결 오류를 방지한다.
2 캡처 사진
- 망막 Imagi 시작NG 제어 소프트웨어 (및 필수 암호를 입력). 소프트웨어는 디지털 카메라의 망막 부분 (링크 용 재료 표 참조).
- 화면의 왼쪽 상단에있는 "연구"아이콘을 클릭하여 연구를 시작합니다. 환자가 이미 시스템에있는 경우 새로운 환자를 들어, 등 환자 ID, 환자 이름, 생년월일, 모든 세부 사항을 입력 "환자 ID"를 입력하고 "검색 기록 목록"을 사용합니다. 연구를 시작하는 환자의 이름을 두 번 클릭합니다.
- 사진을 위해 머리를 "잠금"턱 휴식과 이마 나머지에 대한 이마에 그 / 그녀의 턱을 배치, 카메라 앞에 자리를 취할 환자를 요청합니다.
- 바로 카메라의 렌즈를 들여다 환자를 요청합니다. 오른쪽 또는 왼쪽 눈에 수평 (XY) 평면에서 카메라를 이동합니다.
- 카메라 화면에 표시되는 두 개의 원 안에 환자의 각막의 위치를 턱 받침대를 사용합니다. 미세 조정조이스틱 휠을 이용하여.
- 원 내의 환자의 동공 위치시키기 위해 XY 평면에서 후방으로, 옆으로, 앞으로 이동 카메라. 학생이 연속 원을 형성해야합니다. 이것에 의해, 환자의 홍채는 두 개로 분할된다.
- 망막 각막 전환 조이스틱에서 "다시 트리거"를 사용합니다. 이 단계에서 환자는 녹색 광을 관찰한다. 녹색 빛을보고 환자를 요청합니다.
- 조이스틱의 기지에서 바퀴가 켜져있을 때 팝업이 선을 정렬하여 카메라 초점을 맞 춥니 다. 두 줄의 연속 선을 형성 할 때까지 바퀴를 돌립니다.
- 사진을위한 최적의 위치에 눈을 배치하는 녹색 빛을 사용합니다. 필요한 경우, 카메라의 오른쪽 화살표 버튼을 이용하여 빛을 이동. 광학 디스크가이 카메라의 화면을 중심으로하는 방식으로 녹색 빛을 놓습니다.
- switchi 후 등장이 흰 반점 검색(단계 2.7) 망막 겨. 관광 명소를 찾으려면, XY 평면에서 단위를 이동합니다. 반점은 흐릿한 얼룩으로 볼 수 있습니다. 흐린 얼룩 밝은 흰색 반점으로 바뀔 때까지 앞으로 또는 뒤로 장치를 이동합니다. 밝고 반점 둥글게, 영상의 더 나은 품질이다. 모두 볼 수 있습니다 때까지 지점을 놓습니다. 카메라 디스플레이의 중간에 지점을 가지고 조이스틱에있는 작은 휠을 사용합니다.
- (단계 2.8에서) 두 줄의 연속 선을 형성하고 있는지 확인합니다. 시신경 유두는 카메라 화면의 중앙에 두 개의 밝은 흰색 반점 측면에 선다. 조이스틱의 상단에있는 버튼을 발사하여 망막 사진을 가져 가라.
- 컴퓨터 화면의 오른쪽 하단 모서리에있는 "연구 완료"버튼을 눌러 사진을 저장합니다. 연구를 완료하면 자동으로지도에 사진을 저장하고 연구를 닫습니다.
망막 사진의 3 분석
- MEAS에 의한 규모의 비율을 결정황반 (중심와)의 중심 사이의 거리 및 시신경 유두의 중심 (맹점) uring. 해부학 적으로이 거리가 4,500 μm의 수 또는 후자는 약 1,800 μm의 존재와, 시신경 유두의 직경을 2.5 배 결정된다. 거리를 픽셀 단위로 측정되어 있는지 확인합니다. 황반 및 사각 지대 사이 (픽셀)의 거리로 4500을 나누어 규모의 비율을 계산합니다.
- 망막 혈관 분석 소프트웨어 "이반"을 엽니 다.
참고 :이 소프트웨어는 매디슨 위스콘신 대학에서 생성됩니다. 이반의 사용에 대한 자세한 정보는 사용 설명서에서 가져옵니다. - 스케일 비율로 입력하고 구성을 통해 진행합니다.
- 세 노란색 반지는 망막 사진에 나타나는지 확인합니다. 스케일 비는 내부 원의 반경을 결정하고, 시신경 유두 둘러싸. 내부 링의 중간 지점이 시신경 유두의 중간 지점에 있는지 확인합니다. 이 경우가 아니라면,을 조정커서 키를 이용하여 원의 위치. 중간 및 외주 원의 반경 2 배이며, 각각 내부 원의 반경보다 큰 배. 이러한 방식으로, 영역 B와는 광학 디스크로부터 고정 된 거리에서 생성된다.
- 망막 이미지가 사진의 중앙에있는 광학 디스크를 가지고 있는지 확인하십시오. 이 영역 B의 화상의 선명한 초점을 보장하고이 그레이딩 공정 (도 4a)를 용이하게한다.
- 소프트웨어가 자동으로 혈관을 검출하고, 세정맥 (도 4b)으로 이들 용기를 할당하는 관찰한다.
- 생리 학적 차이에 따라 동맥과 정맥의 혈관을 구분합니다. 동맥은 빨간색으로 표시 청색 (그림 4C)에 정맥됩니다. 각 선박을 식별하기 위해 다음 지침을 사용 :
- 용기의 색상을 결정합니다. 동맥은 강력한 중앙 빛 반사와 밝은 오렌지 - 붉은 색을 가지고있다. 정맥은 보라색 어두운이거의 또는 전혀 중앙 빛의 반사와 - 레드 색상입니다.
- 선박의 진로를 결정합니다. 동맥은 윤곽에서 곧은 부드러운 경향이있다; 그들은 경로와 윤곽의 양쪽 모두에 더 많은 일반 있습니다. 정맥은 일반적으로 더 고통스러운, 그리고 개요 및 직경이 불규칙하다. 세정맥는 대응 세동맥보다 디스크 여백 직경 넓다.
- 앞의 용기의 주석을보고 용기를 식별합니다. 원칙적으로, 세정맥과 세동맥을 대체. 별개 세정맥 실측 경우 따라서, 다음 용기 세동맥 될 가능성이다.
- 횡단 패턴을 정의합니다. 일반적으로 동맥은 동맥을 통과하지 않고, 정맥은 정맥을 통과하지 않습니다. 알 수없는 정체성의 선박이 존 B에 대한 정맥 내 지점 또는 원위 교차하는 경우, 알 수없는 용기 세동맥입니다. 이 지역 B에 세동맥 내 지점 또는 원위 교차하는 경우, 그것은 세정맥이다.
- 그들을 추적하여 작은 가지를 확인 proximall그들의 부모 혈관으로부터 분기하여 Y는의 아이덴티티는 처음 두 기준에서 명백하다. 횡단 및 branchings을 차별화하는 선박 사이에 각도를 사용합니다.
참고 : 횡단 거의 수직 (90 °) 또는이 용기를 병렬로 전기가되는 경우, 교차의 각도가 매우 얕은 수 있습니다 자주 아르 (이하 30 °). Branchings 보통 (30 ° 45 °에서 두 지점 사이의 각도) 수직보다 다소 적습니다. - 등급 영역에서 선박의 전체 길이를 선택합니다. 선택한 용기의 표준 편차가 10보다 작은 표준 편차의 값을 초과 좋은 측정을 표시하지 않습니다 있는지 확인하십시오.
- 소프트웨어 자체에 의해 선택되지 않은 선박을 선택하기 위해 소프트웨어 도구를 사용합니다. 동일한 규칙이 소프트웨어에 의해 자동으로 선택된 용기에 대한 이러한 용기에 대해 적용된다.
- 결정 망막 중심 동맥과 세정맥 상당 (CRAE및 CRVE) 자동 이반있다.
- 파 및 허바드 (28)의 수정 된 공식을 사용하여 해당 분기의 딸 선박에서 CRAE 및 CRVE을 계산합니다.
참고 : 경험적으로 유도 분기 계수와 줄기와 가지 사이의 관계는, 선박 등가물을 대략 두 수식을 다음에 제시되어있다. 이반은 CRAE 및 CRVE을 계산하는 여섯 가장 큰 동맥과 정맥을 사용합니다. 수식을 중심 동맥 (또는 세정맥) 선박과 동등한 얻을 때까지 최대 6 동맥 (또는 정맥)을 짝하는 반복 절차에 적용됩니다.
소동맥 :
(1)
정맥 :
(2)
여기서 w 1, w 2, 및 W는 각각 좁아 지, 넓은 지, 그리고 부모 트렁크의 폭이다.
참고 : 그쪽으로 가정최대 6 소동맥이 120, 110, 100, 90, 80, 및 70 μm의 폭이 망막 사진에 t. 식 (1)에 120과 70을 넣어뿐만 아니라 첫 번째 반복 한 후 110, 80, 100 및 90과 같은 세 가지 값이있다 : 122.2, 120.0 및 118.4입니다. 149.8를 산출, 122.2 및 118.4 페어링하여 다음 반복을 수행합니다. 최종 반복에 중간 번호 (120.0)를 통해 수행한다. 쌍 149.8과 120.0는 CRAE위한 168.7을 얻었다.
(1) 
(2) Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
CRAE 및 CRVE 결정의 반복
22~56년 이전 및 임상 진단 심혈관 질환이없는 사이에 61 개인의 패널 기술 반복성과 이에 상응하는 망막 중심 동맥 (CRAE)과 중앙 망막 세정맥 상당 (CRVE) 결정의 내 - 평가자 변동성을 공부 보충되었다. 각각의 오른쪽 눈의 망막은 (도 1 및 2) 망막 카메라를 사용하여 5 분의 시간주기 내에서 두 번 촬영했다. 이 절차는 대략 하루 동시에, 4 일간에 이루어졌다. 표준 CRAE의 편차 5 분 기간 내에 촬영 한 사진의 CRVE ± 편차의 평균 계수는 각각 1.76 ± 1.71와 1.51 ± 1.78이었다. CRAE 및 CRVE 값의 평균 ± 표준 편차는 각각 151.31 ± 13.53 및 18.44 ± 213.20이었다. 유의 DIF 없습니다ferences는 CRAE 관찰하고 CRVE 값은 4 일 연속 획득했습니다.
오른쪽 눈의 CRAE 및 CRVE 값은 하루에 한 CRAE 및 CRVE 값을 평균 하였다. 그 후, 측정의 반복성은 급내 상관 계수 (ICC), 인구 반복 측정의 재현성을 설명 0과 1에 의해 경계 차원 통계를 이용하여 평가 하였다. 측정은 단일 레이터에 의해 수행되었다. 따라서, 일방향 랜덤 효과 모델 내의 가변성-레이터 (29)를 추정 할 수 있었다. 와 0.898 (95 % CI : 0.854, 0.932) 각각 CRAE 및 CRVE에 대한 : ICC는 0.919 (0.883, 0.946, 95 % CI)였다. 이러한 ICC 값이 아니라 임상 적으로 유의 한 것으로 간주된다 0.6의 임계 값과 추정 신뢰도 30 "거의 완벽한"있다고 넓은 범주 내에서 모두 떨어지다 이상이다.
패널 연구는 미립자 공기 P의 효과를 조사하기 위해ollution
연구 년 1 월 2012 2012년 5월 사이에 실시하고 84 개인 포함되었다. 참가자들은 22-63년 오래 전 연구 기간 동안 임상 적으로 진단 심혈관 질환이없는 있었다. 오른쪽 눈의 망막의 한 사진은 별도의 세 가지 시험 일에 각각 망막 카메라를 사용하여 촬영 하였다. 독자는 대기 오염 데이터 (24)를 수집하는 방법에 대한 자세한 정보는 Louwies 및 공동 작업자의 종이라고합니다. 연구 기간의 과정에서 주변 PM 10 및 BC 수준으로 인해 동부 유럽에서 오염 된 공기의 서쪽 대기 수송 벨기에 높았다. 이 시간 경과 비디오 (부가 정보)를 시각화한다. 대기 오염 농도는 망막 시험을 앞의 2, 4, 6 시간 동안 각 참가자에 할당되었다. 공기 오염 수준은 망막 전 시점까지 자정부터 임상 방문 일에 계산했다입니다. 공기 오염도도 전날 할당 이틀 전에 망막 시험 하였다. 이 농도는 다음과 같이 요약된다 : lag2h, lag4h, lag6h, 지연 24 시간, 그리고 2 차원을 지연. 오염 물질 별 혼합 모델을 이용한 노광 - 반응 분석을 실시 하였다. 이들 분석의 상세 사항은 출판물 (24)에서 찾을 수있다. CRAE 대기 오염 농도 사이의 역 협회가 발생했습니다 임상 시험 전에, 시간 대별 노출 창에서 (PM 10, BC 농도로 측정). 0.93 μM의 CRAE의 감소 (95 % CI : -1.42, -0.45, P = 0.0003)는 24 시간 시험 전 (그림 3) 동안 평균 PM 10의 각 10 μg / m³의 증가에 대한 관찰되었다. 10 농도는 이전 이일에 대해 평균 짧은 시간마다 오후 10 노출 창문과 PM은 CRAE 값의 유의 한 감소를 한 것으로 밝혀졌습니다. 1.84 μ의 CRAE의 감소m (95 % CI : -3.18, -0.51, P = 0.008)도 시험 전에 BC 24 시간의 각 1 μg / m³의 증가에 발견되었다. 추가적인 중요한 연관성 CRAE 및 다른 계산 BC 노광 창 사이 관찰되지 않았다. 0.86 μM의 CRVE의 감소 (95 % CI : -1.42, -0.30, P = 0.004)은 망막 사진이 촬영되기 전에 24 시간 노출 창에서 PM 10의 모든 10 μg / m³의 증가에 대한 관찰되었다. 짧은 노출 창 밝혀 추가 심각한 영향 (그림 3). 시험 전 24 시간 동안 CRVE 및 BC 노출 사이의 음의 관계는 관찰되었다. 그러나, 그 효과는 통계적으로 유의 한 수준에 도달하지 않았다 (-1.18 μM, 95 % CI : -3.11, 0.75, p = 0.23).
이반 소프트웨어의 그림 2 스크린 샷. 이반 소프트웨어로 처리 된 사진의 예. 소프트웨어는 혈관을 식별 및 직경을 산출한다. 오퍼레이터는 결과를 감독하고 (적색 도시) 동맥과 정맥 (청색 도시)를 식별한다. CRAE 및 CRVE이 자동으로 계산됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
대기 오염과 망막 혈관 구경과 그림 3 협회. PM 10 (왼쪽)에서 10 μg / m³의 증가 또는 BC에서 1 μg / m³의 증가와 관련하여 평균 CRAE 및 CRVE (95 % CI)에있는 추정 변경 (오른쪽) 서로 다른 노출에 대한 떨어진다. 데이터는 84 명 패널에서 얻을 수 있었다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4.904 / 51904fig4highres.jpg "대상 ="_ 빈 ">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
보충 비디오. 패널 연구 기간 동안 대기 오염 농도의 시간 경과 비디오.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
망막 화상 분석 역학 연구에서 미세 혈관 반응을 연구하는데 편리한 수단으로 제안된다. 운전자가 경험되면 안저 사진을 찍을 미만 5 분 걸린다. 또한, 미세 순환을 시각화이 눈에 거슬리지 절차는 나이에 이른 나이까지 참가자를 사용할 수 있습니다.
문학은 망막 혈관의 형태 학적 변화 사이의 연관성에 대하여 증가하고 수정 라이프 스타일과 환경 위험 (예 : 용기의 구경의 변화, 기하학적 인 패턴 등을위한) (15, 16) 요인. 실험 및 역학적 작품 단기 및 장기 대기 오염 노광 강하게 심혈관 질병률 및 사망률과 관련되어 있음을 보여준다. 그러나, 망막 안저 그래피와 같은 편리한 기술은 대기 오염 물질에 의해 유도 될 수있다 미세 순환 효과를 연구하기 위해 거의 사용되고있다.
jove_content ">이 비디오 프로토콜에 설명되어 고품질의 안저 화상을 얻기 위해 요구되는 다른 단계.이어서, 방법론은 세동맥과 세정맥 구경 측정,보다 구체적으로는 망막 중심 동맥 등가 (CRAE)를 얻기위한 것으로된다 중앙 망막 세정맥 상당 (CRVE) 13,28. 반복 측정 분석의 결과는 CRAE 및 CRVE에 대한 내 - 평가자 결과 사일의 시간 내에 촬영 한 사진의 재현성이 높은 것을 보여 주었다. 이러한 연구 결과는 라인에 McCanna 및 동료에 의해보고 된 최근의 관측. 후자의 저자는 CRAE 및 CRVE 값 한 달의 기간 동안 안정적 보도했다. 그들은 0.9의 연구 방문 쌍에 대한 상관 관계를보고하고 상관 관계는 시간 간격의 증가 길이가 약간 감소 31.이어서, 이는 R이 건강한 성인과 패널 연구에 도시etinal 미세 입자상 물질 대기 오염에 신속하게 응답 할 수 있습니다. 구체적으로는, PM (10)와 BC로 증가 단기 노출에 관한 CRAE의 감소 (24)에보고된다. 망막 세동맥 좁아지는 것은 심혈관 질환 및 심혈관 사망률 32-35의 위험을 추정하기위한 프록시이다. 이는 망막 미세 혈관 대기 오염의 심혈관 효과를 조사하기 위해 사용될 수 있다는 것을 구상한다. 이러한 관점에서, 에이다와 동료 MESA 코호트 (21)의 단면 분석 인간 망막 미세 혈관계에 대기 오염의 단기 효과에 대해 처음으로보고 하였다. Louwies 외 의해보고 된 미세 혈관의 변화. (2013)은 아 다르 등에 의해 발견 된 보완. (2010). 전날 평균 PM 2.5에서 9 μg / m³의 증가 당 (-0.8, -0.04, 95 % CI) 후자의 저자는 CRAE에서 0.4 μm의 감소를보고했다. 반복 된 측정에 기초하여,. (95 % CI : -1.61, -0.61) Louwies 등 (2013)은 -1.2 μm의의 추정치를보고는 큰 효과 크기 때문에이 패널 연구에서 PM 및 BC 노출 농도의 큰 변화 일 수 있습니다하는 것이 좋습니다 24.
폐 염증 및 저급한, 전신성 염증은 공기 오염에 노출 (36)와 연관되어있다. 전신 염증은 내피 기능 장애 37,38와 연결되어 있습니다. 이 프로세스는 망막 혈관 (39)의 반응성에 영향을 미칠 수있다. 그것은 염증 반응이 동맥의 구경의 축소에 반영 할 수있다 변경된 내피 세포의 활동으로 이어질 것으로 간주됩니다. 패널 연구 결과는 오후 10 노출은 반비례 모든 시간마다 노출 창 동안 CRAE와 관련이 있기 때문에이 미만 24 시간의 기간에 발생할 가능성이 있음을 시사하는 것이다. 관찰은 공기 설문 조사의 알려진 영향을 줄 수 있습니다건강에의 ution. 대기 오염 물질의 피크 레벨에 노출 단기 동물 실험은 미세 혈관이 40, 41 영향을받을 수 있다는 것을 밝혀졌다. 또한, 통제 된 환경에서 인간의 개입 연구는 내피 세포 기능은 디젤 배기 가스 42,43에 노출시 손상 것으로 나타났습니다.
결론적으로, 많은 개발 및 해부학 적 유사성 망막 혈관과 심장, 폐의 미세 혈관, 뇌 (10) 사이에 존재한다. 따라서 망막 혈액 혈관은 전신의 미세 순환을위한 대리 조직으로 간주됩니다. 망막 혈관의 변화는 심혈관 질환의 개발을위한 중요한 예측 인자가 될 수 있습니다. 망막 이미지의 편리하고 눈에 거슬리지 분석은 이제 심혈관 역학에 초점을 인구 기반 연구에 유용 간주됩니다. 더 많은 연구 그룹을 장려해야한다이 프로토콜의 논문은 미세 혈관 EF을 연구하기 위해 안저 촬영을 사용합니다환경 및 생활 습관 요인 fects.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
저자들은 실제 또는 잠재적 경쟁 금전적 이해 관계가없는 선언합니다.
Acknowledgments
대기 오염 미립자 할 수있는 미세 혈관 반응에 대한 결과는 환경 보건 전망 (24)의 허가를 재현됩니다. 검증 기상 및 공기 품질 데이터는 친절 벨기에 왕립 기상 연구소 플랑드르 환경청에 의해 제공되었다. 망막 이미지 분석 소프트웨어 박사 N. 페리 어 (공학 매디슨 학교 및 안저 사진 독서 센터, 안과학 교실 및 Visual 과학, 위스콘신 - 매디슨 대학)로부터 얻은 것입니다. Tijs Louwies 및 Eline 학장은 VITO 교제 지원됩니다. Eline 학장은 플랑드르 과학 기금의 뜻을 품은 연구 교제를 보유하고있다. 팀 S. NAWROT는 유럽 연구위원회 시작 교부금의 소유자이다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Canon CR-2 nonmydriatic retinal camera | Hospithera (Brussels, Belgium) | http://www.usa.canon.com/cusa/healthcare/products/eyecare/digital_non_mydriatic_retinal_cameras/cr_2. Any other retinal camera with comparable resolution and specifications can be used for the analysis of the retinal microvasculature. Compatibility should be checked before starting a study. | |
| IVAN: Vessel Measurement Software | This software can be used without charge for scientific purpose. It can be obtained by contacting Dr. Nicola Ferrier (Madison School of Engineering and the Fundus Photograph Reading Center, Department of Ophthalmology and Visual Sciences, University of Wisconsin–Madison). http://directory.engr.wisc.edu/me/faculty/ferrier_nicola. Phone: (608) 265-8793, Fax: (608) 265-2316 or e-mail: ferrier@engr.wisc.edu |
References
- Clough, G., Cracowski, J. L. Spotlight Issue: Microcirculation-From a Clinical Perspective. Microcirculation. 19, 1-4 (2012).
- Tsai, A. G., Johnson, P. C., Intaglietta, M. Oxygen gradients in the microcirculation. Physiological Reviews. 83, 933-963 (2003).
- Safar, M. E., Lacolley, P. Disturbance of macro- and microcirculation: relations with pulse pressure and cardiac organ damage. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 293, (2007).
- Abramoff, M. D., Garvin, M. K., Sonka, M. Retinal imaging and image analysis. IEEE reviews in biomedical engineering. 3, 169-208 (2010).
- Tielsch, J. M., et al. A population-based evaluation of glaucoma screening-the Baltimore eye survey. American Journal of Epidemiology. 134, 1102-1110 (1991).
- Ciulla, T. A., Amador, A. G., Zinman, B. Diabetic retinopathy and diabetic macular edema - Pathophysiology, screening, and novel therapies. Diabetes Care. 26, 2653-2664 (2003).
- De Silva, D. A., et al. Associations of retinal microvascular signs and intracranial large artery disease. Stroke. 42, 812-814 (2011).
- Liew, G., et al. Differing associations of white matter lesions and lacunar infarction with retinal microvascular signs. International journal of stroke : official journal of the International Stroke Society. , (2012).
- Cheung, C. Y., et al. Microvascular network alterations in the retina of patients with Alzheimer's disease. Alzheimer's & dementia : the journal of the Alzheimer's Association. 10, 135-142 (2014).
- Liew, G., Wang, J. J., Mitchell, P., Wong, T. Y. Retinal Vascular Imaging A New Tool in Microvascular Disease Research. Circulation-Cardiovascular Imaging. 1, 156-161 (2008).
- McGeechan, K., Liew, G., Wong, T. Y. Are retinal examinations useful in assessing cardiovascular risk. Am J Hypertens. 21, 847 (2008).
- McClintic, B. R., McClintic, J. I., Bisognano, J. D., Block, R. C. The relationship between retinal microvascular abnormalities and coronary heart disease: a review. The American Journal of Medicine. 123, (2010).
- Hubbard, L. D., et al. Methods for evaluation of retinal microvascular abnormalities associated with hypertension/sclerosis in the atherosclerosis risk in communities study. Ophthalmology. 106, 2269-2280 (1999).
- Niemeijer, M., van Ginneken, B., Russell, S. R., Suttorp-Schulten, M. S. A., Abramoff, M. D. Automated detection and differentiation of drusen, exudates, and cotton-wool spots in digital color fundus photographs for diabetic retinopathy diagnosis. Investigative ophthalmology & visual science. 48, 2260-2267 (2007).
- Serre, K., Sasongko, M. B. Modifiable Lifestyle and Environmental Risk Factors Affecting the Retinal Microcirculation. Microcirculation. 19, 29-36 (2012).
- Sun, C., Wang, J. J., Mackey, D. A., Wong, T. Y. Retinal Vascular Caliber: Systemic, Environmental, and Genetic Associations. Survey of Ophthalmology. 54, 74-95 (2009).
- Nawrot, T. S., et al. Stronger associations between daily mortality and fine particulate air pollution in summer than in winter: evidence from a heavily polluted region in western Europe. Journal of Epidemiology and Community Health. 61, 146-149 (2007).
- Zanobetti, A., et al. The temporal pattern of respiratory and heart disease mortality in response to air pollution. Environmental Health Perspectives. 111, 1188-1193 (2003).
- Brook, R. D., et al. Particulate Matter Air Pollution and Cardiovascular Disease An Update to the Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation. 121, 2331-2378 (2010).
- Nawrot, T. S., Perez, L., Kunzli, N., Munters, E., Nemery, B. Public health importance of triggers of myocardial infarction: a comparative risk assessment. Lancet. 377, 732-740 (2011).
- Adar, S. D., et al. Air Pollution and the Microvasculature: A Cross-Sectional Assessment of In Vivo Retinal Images in the Population-Based Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis. Plos Medicine. Plos Medicine, M. E. S. A. ). 7, (2010).
- Klein, R., Klein, B. E., Knudtson, M. D., Wong, T. Y., Tsai, M. Y. Are inflammatory factors related to retinal vessel caliber? The Beaver Dam Eye Study. Archives of ophthalmology. 124, 87-94 (2006).
- Harris, B., et al. The association of systemic microvascular changes with lung function and lung density: a cross-sectional study. PloS one. 7, (2012).
- Louwies, T., Panis, L. I., Kicinski, M., De Boever, P., Nawrot, T. S. Retinal Microvascular Responses to Short-Term Changes in Particulate Air Pollution in Healthy Adults. Environmental Health Perspectives. 121, 1011-1016 (2013).
- Barrett, J. R. Particulate Matter and Cardiovascular Disease Researchers Turn an Eye toward Microvascular Changes. Environmental Health Perspectives. 121, (2013).
- Gopinath, B., et al. Is quality of diet associated with the microvasculature? An analysis of diet quality and retinal vascular calibre in older adults. The British journal of nutrition. 110, 739-746 (2013).
- Kandasamy, Y., Smith, R., Wright, I. M. Relationship between the retinal microvasculature and renal volume in low-birth-weight babies. American journal of perinatology. 30, 477-481 (2013).
- Knudtson, M. D., et al. Revised formulas for summarizing retinal vessel diameters. Current Eye Research. 27, 143-149 (2003).
- Shrout, P. E., Fleiss, J. L. Intraclass correlations: uses in assessing rater reliability. Psychological bulletin. 86, 420-428 (1979).
- Landis, J. R., Koch, G. G. The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics. 33, 159-174 (1977).
- McCanna, C. D., et al. Variability of measurement of retinal vessel diameters. Ophthalmic epidemiology. 20, 392-401 (2013).
- Cheung, N., et al. Arterial compliance and retinal vascular caliber in cerebrovascular disease. Annals of Neurology. 62, 618-624 (2007).
- Wong, T. Y., et al. Retinal microvascular abnormalities and incident stroke: the atherosclerosis risk in communities study. Lancet. 358, 1134-1140 (2001).
- Wong, T. Y., et al. Retinal arteriolar narrowing and risk of coronary heart disease in men and women - The atherosclerosis risk in communities study. Jama-Journal of the American Medical Association. 287, 1153-1159 (2002).
- Wong, T. Y., et al. The prevalence and risk factors of retinal microvascular abnormalities in older persons - The cardiovascular health study. Ophthalmology. 110, 658-666 (2003).
- Hoffmann, B., et al. Chronic Residential Exposure to Particulate Matter Air Pollution and Systemic Inflammatory Markers. Environmental Health Perspectives. 117, 1302-1308 (2009).
- Hingorani, A. D., et al. Acute systemic inflammation impairs endothelium-dependent dilatation in humans. Circulation. 102, 994-999 (2000).
- Huang, A. L., Vita, J. A. Effects of systemic inflammation on endothelium-dependent vasodilation. Trends in Cardiovascular Medicine. 16, 15-20 (2006).
- Nguyen, T. T., et al. Flicker light-induced retinal vasodilation in diabetes and diabetic retinopathy. Diabetes Care. 32, 2075-2080 (2009).
- Nurkiewicz, T. R., Porter, D. W., Barger, M., Castranova, V., Boegehold, M. A. Particulate matter exposure impairs systemic microvascular endothelium-dependent dilation. Environmental Health Perspectives. 112, 1299-1306 (2004).
- Nurkiewicz, T. R., et al. Systemic microvascular dysfunction and inflammation after pulmonary particulate matter exposure. Environmental Health Perspectives. 114, 412-419 (2006).
- Barath, S., et al. Impaired vascular function after exposure to diesel exhaust generated at urban transient running conditions. Particle and Fibre Toxicology. 7, (2010).
- Tornqvist, H., et al. Persistent endothelial dysfunction in humans after diesel exhaust inhalation. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 176, 395-400 (2007).
