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Medicine

使用黄斑颜料反射计测量佩里法维亚中的类胡萝卜素

Published: January 29, 2020 doi: 10.3791/60429
Automatic Translation
1, 1, 1, 2, 1
1College of Optometry, Western University of Health Sciences, 2ZeaVision LLC

Summary

我们提出一个协议，以确定视网膜的中心和对叶区域的整体黄斑色素、叶黄素和玉米黄素光学密度的水平。该协议包括一种新型的可调轨道系统，用于测量黄斑颜料在叶状偏心率中的光学密度。

Abstract

黄斑颜料反射仪（MPR）客观地测量整体黄斑颜料光学密度（MPOD），并进一步提供叶黄素光学密度（L-OD）和玉米黄素光密度（Z-OD）在磁体中心1度。该技术的改性被开发出来，以评估体内类胡萝卜素密度偏心于fovea。一个带有红色 LED 灯的可调节轨道系统放置在离参与者 6.1 米远的地方，以方便眼部固定。在反射测量期间，对灯光进行适当的间隔，以产生 1 度视网膜差异的增量。所有反射测量均通过小孔扩张获得。中央测量的平均 MPR-MPOD 值为 0.593 （SD 0.161），L-OD 与 Z-OD 的比率为 1：2.61。1度的MPR-MPOD值为0.248，对向区域2度的MPR-MPOD平均值为0.143。中心离中心1度和2度的L-OD与Z-OD比率分别为1.38：1.0和2.08：1.0。结果表明，使用MPR测量获得的MPOD测量作为视网膜偏心的函数，与叶黄素相比，沸沙素浓度较高。L-OD 到 Z-OD 比率随叶角偏心而变化，在离中心 2 度处，叶黄素比玉米黄素多两倍。该技术成功地为测量各种叶状偏心率的黄斑色素光学密度提供了快速的体内方法。结果与先前公布的体内和体外黄体类胡萝卜素密度分布测量一致。

Introduction

年龄相关黄斑变性（AMD）是导致失明的主要原因，占全世界失明的8.7%1。与AMD相关的风险因素包括年龄增加、女性性别、吸烟、光虹膜颜色、脂质失衡、终生暴露在阳光和紫外线辐射下、系统性低水平的抗氧化剂、较低的黄斑色素光密度（MPOD）、遗传学和种族2。其中，可改变的危险因素是戒烟、口服抗氧化剂补充剂和类胡萝卜素。类胡萝卜素是植物和微生物中的天然色素，是有效的抗氧化剂3。它们由光合生物产生;人类从他们的饮食中获得类胡萝卜素3，4。黄斑色素由三种类胡萝卜素组成：叶黄素、玉米黄素和中角黄素4。黄素叶黄素和玉米黄素5在视网膜中被发现，特别是黄斑，并给fovea其黄色6。在视网膜5、7光受体的斧子和内丛状层中观察到较高浓度的xhophylls。类胡萝卜素的摄入量，如叶黄素和玉米黄素，增加黄斑色素的水平。叶黄素和玉米黄素是从膳食摄入或补充营养品中获得的，而中叶黄素只是叶黄素3、7、8代谢的副产品。叶黄素和玉米黄素浓度在视网膜的不同区域不同。中央，在叶黄素中，玉米黄素浓度大于叶黄素浓度，比例为2.3：19，10。类胡萝卜素的浓度在叶面外围每毫米降低100倍，其中叶黄素比玉米黄素更普遍，比例为2.4：19，10。

视网膜中黄斑虫的存在保护视网膜电路，特别是在叶面和黄斑中，并且对中央视觉至关重要。Xanthophylls通过两种可能的机制保护视网膜：1）过滤蓝光和2）减少氧化应激5，11，12，13。蓝光在视网膜中散射最多，黄斑色素水平较高，集中吸收散射光，从而改善视力。此外，可见光谱的蓝色部分由高能、短波长组成，可能导致视网膜中产生过多的活性氧。因此，人们认为类胡萝卜素通过作为内在视网膜和光受体视网膜色素上皮复合物的抗氧化剂，通过淬火这些自由基5，12，13，14来减轻黄斑的氧化负担。

视网膜类胡萝卜素的测量对全身健康有较大影响。最近的一项试验表明，类胡萝卜素治疗改善糖尿病患者的视网膜功能，而血糖水平没有任何改变15。视网膜中的类胡萝卜素密度水平也与大脑16的水平密切相关。胡萝卜素水平可能是在发育年17，18和大脑水平下降与19岁的关键。MPOD水平与儿童和老年人的神经保护和神经效率有关20，21。因此，有必要在临床上测量MPOD及其特征。这将在诊断、管理和治疗各种眼和系统疾病方面发挥作用7、15、16、17、18、19、20、21 。

目前市售的MPOD测量技术是异色闪烁光度计（HFP），它基于心理物理测试。这些测量在fovea上1度补丁，这相当于一个±0.30毫米直径的圆22。虽然这些类型的设备已被证明是可靠的，但它们受其主观性质的限制，使用时间，并且无法区分形成MPOD13，22，23，24的个别数量的xtohophylls。黄斑颜料反射计（见材料表），也称为反射计（见图1），通过客观地测量MPOD及其叶黄素和玉米黄素（黄黄素）的个别成分，解决了这些限制。反射仪利用紫外线/红外过滤和准直石英卤素源向视网膜发送受控光束（见图2），内部滤波器吸收大部分产生的辐射。因此，参与者很少或没有辐射暴露的风险。在文献26、27、28中，人们注视着人眼的各种色光和结构以及相应的吸收和反射模式。内部光谱仪处理的反射光分析允许定量隔离和测量叶黄素和玉米黄素光密度（L-OD、Z-OD）以及整体MPOD。第三个视网膜类胡萝卜素中青素在光谱上与玉米黄素没有区别，因此Z-OD代表两种类胡萝卜素29的组合。先前的工作表明，在测量中央 L-OD、Z-OD 和 MPOD25、29时，反射测量是可靠的。

目前研究的目的是创造一种技术，可用于在体内产生人类叶黄素和对叶酸水平的估计。其他目的是将研究结果与先前发表的实验室及动物学结果比较14、29。本手稿中开发和描述的方法及其与反射测量学一起测量的周游MPOD是新颖的。该技术可与任何现有的反射测量单元一起使用，无需进行重大修改，即可在各种视质和对硫位置测量单个类胡萝卜素（如 L-OD 和 Z-OD）的视网膜水平。

本手稿中提出的研究包括 8 名参与者，年龄从 22 到 29 岁不等。我们的方法包括首先进行常规眼科检查，以确保研究参与者符合纳入标准。在获得知情同意后，每个研究参与者接受以下四项测试：1） 使用市售的异色闪烁光度计设备进行中央 MPOD 测量;2） 利用反射计装置进行两次中央测量;3） 将同一反射仪装置与外围轨道系统结合使用，测量类胡萝卜素水平在1度偏心处，即直径0.30毫米的圆，中心距中央圆点0.30毫米;4） 使用相同的设置，类胡萝卜素水平在2度偏心，一个0.30毫米直径圆放置在fovea的边缘（对向区域），也测量。

MPR测量是在用1%的热带酰胺眼液扩张每个参与者的学生后进行的。众所周知，使用反射测量获得MPOD值不需要小孔扩张，但可以提高L-OD和Z-OD测量25、29的可重复性。这可能是因为使用反射计从视网膜获得的测量在学生扩张时具有更好的信噪比。为了进行精确、稳定的外围反射测量，参与者使用被放置在光学无穷大30，31的固定目标。

我们获得了 30 s 的反射计测量值，并丢弃了前 10 s 的数据。此过程有两个优点：1）信号源明亮，使眼睛能够适应和适应任务;2） 最重要的是，光感受器颜料漂白在前10。因此，消除前10s的测量允许一个更稳定和准确的信号29。在本研究中，我们进行了两次反射测量测试，之后我们对测量值求平均值，以获得平均 MPOD、L-OD 和 Z-OD 值以及每个参与者的 Z-OD/L-OD 比率。

Protocol

所有科目都是在一个地点，即西部卫生科学大学招募的。这项研究得到了美国加利福尼亚州波莫纳西部卫生科学大学机构审查委员会的批准，并按照《赫尔辛基宣言》的原则进行。在参与之前，所有参与者都得到研究的详细解释，并在进行任何标准的眼科评估之前签署一份知情同意书。

1. 参与者招聘

  1. 包括年满 18 岁且视力为 20/40 或更高的参与者。
  2. 包括临床上微不足道的病症的参与者，如白内障、孤立的德卢森、后性玻璃分离、周围家族性德鲁塞和周围视网膜状况，如晶格退化或视网膜色素上皮缺陷。确保参与者具有正常的双筒望远镜，并且他们没有抑制32。
  3. 通过管理抑制测试32来实现此目的。这是一个关键步骤，因为在没有正常双光的情况下，参与者将无法同时识别光源的固定目标和测量，从而确认在福韦亚和对半叶区域的测量位置。
  4. 不包括所有未满 18 岁、视力低于 20/40 的参与者，黄斑区域（视网膜中心部分）、青光眼、糖尿病视网膜病变、出血、严重白内障或玻璃光眼，可预防眼影像学或 MPR 测量。
  5. 排除无法使用异色闪烁光度测量或反射测量执行测量的参与者、设备无法提供 MPOD 值的参与者或具有眼抑制功能的参与者。

2. 创建外围轨道系统 （图 3）

  1. 获得一个可滑动的轨道，其长约 1 米（3.5 英尺）的铝轨，其中包含一个空心缩进，带有可滑动轨道的空间，如门风带。
  2. 将履带安装在 MPR 处的被主体 6.1 米（20 英尺）处，以便进行反射测量。在反射测量期间，确保轨道离地面 1.5 米，与参与者的眼睛处于相同的高度。
  3. 在可滑动轨道上安装三个 1 厘米 x 1 厘米的遥控 LED 灯，使灯的中心彼此间隔 10.7 厘米。
    注：10.7 厘米表示每个度度，并且由于每个 LED 灯距离参与者 6.1 米而确定。6.1 m（±20 英尺）的距离是获得真实光学无穷大的最小距离，但如果在更远的距离上创建轨道系统，则每个 LED 灯之间的距离将发生变化，并且必须三角计算新的距离。（参见表 1。如果使用小于 6 m，建议将眼部扩张降至最低。

3. 使用异色闪烁光度计进行测量

注： 此步骤用于其他数据收集，对于使用反射计的外围测量不是必须的。

  1. 在两只眼睛中加入人工泪，让参与者眨几下眼，修补未测试的眼睛。
  2. 向学员解释该过程。
  3. 指示学员查看通过目镜可见的异色闪烁光度计的中央固定目标，并在每次观察目标闪烁时按咔嗒声。确保固定目标总共闪烁五次，以确定初始阈值。
  4. 查看初始阈值的结果，并提醒参与者在每次中央固定目标闪烁时单击按钮，因为测试持续 45 秒到 1 分钟。
  5. 控件监视器上将显示图形和 MPOD 值以及可靠性索引。确保可靠性索引上显示"可接受"。如果结果指示"边界"或"可接受"，则重复测试，直到获得"可接受"的可靠性指数。
  6. 在参与者完成测试后，单击控制监视器上显示的下一个绿色箭头以保存结果。

4. 使用反射计的中央测量程序

注：后续步骤将导致对单个类胡萝卜素的测量。这是使用反射计执行的。无需执行中央测量，即使用反射计测量外围测量值。然而，中央测量是重要的临床使用。

  1. 将参与者信息输入反射计软件。
  2. 单击"运行眼睛测试"选项卡。
  3. 白色校准
    注：这是将反射计器件内的光谱仪校准到全光谱白样品的关键步骤。当技术人员打开设备时，每天执行一次。此步骤不需要参与者。
    1. 单击"校准"旁边的"白色"按钮。
    2. 在屏幕上显示指示用户插入"白色校准管"的消息后，将白色校准管插入反射仪。
    3. 插入白色校准管后，单击"确定"以开始白色校准。确保在屏幕上显示"白色校准成功"消息后，已启用"校准"旁边的黑色按钮。
  4. 黑色校准
    1. 向参与者的眼睛中注入一滴人工眼泪，让他们将下巴放在下巴上休息。
    2. 指示学员将眼睛靠近眼罩。使用操纵杆，轻轻定位系统，使眼杯按压参与者的眼窝，并阻止房间光线从系统中。
    3. 单击"黑色"按钮以选择"校准"，并将系统与学员的学生对齐。当学生居中于触摸屏监视器上显示的圆圈时，可实现正确的对齐。
    4. 指示学员调整系统正面的旋转旋钮，以获得明确的目标。
    5. 一旦参与者将系统正确调整到其视野，请单击"确定"。系统将自动执行黑色校准序列。成功完成黑色校准后，将启用左眼和右眼按钮，屏幕上将显示一条"黑色校准成功"消息。
  5. 开始测量
    1. 单击屏幕上的"左眼"或"右眼"按钮，具体取决于正在测量的眼睛。
    2. 确保系统显示消息"系统对齐系统与主体的眼睛"。确保系统与学员的学生对齐。使用操纵杆进行微调。
    3. 单击屏幕上的"确定"按钮以开始 MPOD 测量。测量时间是 30 s。获得参数/结果至少需要 10 s。屏幕顶部将显示一个倒计时计时器，显示测量剩余时间。要求学员查看固定指示灯，并鼓励他们仅在必要时闪烁。
    4. 在测量过程中使用操纵杆，确保系统与学员的学生保持一致。
    5. 确保系统显示一条消息，说明测量成功一旦测量完成。
    6. 单击"确定"按钮完成。
    7. 如果需要，重复步骤 4.4_4.6.6 以测试另一只眼睛。整个过程大约需要 2 到 3 分钟。
      注：要在同一只眼睛上重复测量，请等待至少 30 s，然后重复步骤 4.6_4.6.6。

5. 使用反射计的外围测量技术 （图 3）

注：未经测试的眼睛将固定在目标上，允许将刺激从被测眼睛的fovea中放置在各种偏心处。这种方法要求正常的双目，以允许正确定位测量黄斑色素光学密度的眼睛。

  1. 将参与者信息输入反射测量软件。
  2. 单击"运行眼睛测试"选项卡。
  3. 外围轨道校准
    1. 执行白色和黑色校准后，按屏幕上的"左眼"或"右眼"按钮，具体取决于要测量的眼睛。
    2. 系统将显示一条消息，将系统对齐到主体的眼睛。确保系统与学员的学生对齐。使用操纵杆进行微调。
    3. 打开轨道系统上最右侧的 LED 指示灯。此时，参与者应该能够用右眼从反射仪内看到光线，用左眼看到红色 LED 灯。
    4. 指示学员指示经过训练的观察者调整外围轨道，直到他们能够将两种刺激叠加到他们的最大能力。
      注： 由于解剖学差异，参与者之间的叠加"校准点"有多远，可能存在差异。
  4. 开始测量
    1. 关闭 LED 指示灯并打开下一个 LED 指示灯（左侧），以执行下一个 1 度偏心测量。向学员解释，他们需要在整个测量过程中查看新的红色 LED 灯。
    2. 单击屏幕上的"确定"按钮以开始 MPOD 测量。测量时间是 30 s。屏幕顶部将显示一个倒计时计时器，显示测量剩余时间。请学员查看相应的红色 LED 指示灯，并鼓励他们仅在必要时闪烁。
    3. 在测量过程中使用操纵杆，确保系统与学员的学生保持一致。
    4. 确保系统显示一条消息，说明测量成功一旦测量完成。
    5. 单击"确定"按钮完成。
    6. 重复步骤 5.3.1~5.4.5 以重新测量。
      注：整个过程大约需要 2~3 分钟。建议对每个度进行两次测量，以便进行比较。要在不同的视网膜偏心处重复测量，请更改步骤 4.8 中的度分离。

6. 分析 （图 4）

  1. 制作要分析的文件的副本。
    注： 分析的文件是在步骤 4.6.6 和 5.4.5 中生成的。此步骤不是必须的，但允许在不更改原始数据的情况下执行各种分析。
  2. 打开桌面上的反射测量软件。
  3. 单击应用程序左侧的"导入"，然后选择要打开的复制文件。
  4. 单击"主题记录"选项卡下的编辑。将打开一个新窗口。这将有助于从所需的时间间隔获取数据。
  5. 将底部滑动杆从 0 向上移至 10，以消除前 10 s 的测量。
    注：幻灯片条应改为 10-30。这些滑动条可以向上或向下移动，以选择要分析的时间间隔。（参见图 4。
  6. 单击此窗口左侧的"退出"按钮。将弹出一个警告窗口。选择"确定"以确认间隔切割。
  7. 单击程序左下角的启动分析器（参见材料表）。将打开一个新窗口。
  8. 单击页面底部的"最佳拟合"。这将填充第一组数据，包括 L-OD 和 Z-OD。
  9. 记录数据。
  10. 单击"重置"以选择其他分析选项。
  11. 在受体模型选项下选择黄斑色素。
  12. 单击"最佳拟合"以填充第二组数据，包括 MPOD。
  13. 单击"保存解决方案"以保存此间隔。

Representative Results

这项研究包括8名22-29岁的参与者。表 1描述了如何计算距离，以便从黄斑中心获得每个偏心度。表 2提供了参与者的人口统计数据。研究样本包括具有各种种族-种族多样性的同等数量的男性和女性。表3显示了参与研究的所有参与者在各种偏心下获得MPOD的平均结果。器件和L-OD和Z-OD均获得MPOD。异色闪烁光度计和反射测量技术获得的平均 MPOD 和标准偏差分别为 0.480 （SD 0.14） 和 0.593 （SD 0.161）。使用人相关系数 r = 0.92（p < 0.001）的技术获得的 MPOD 测量之间存在优异的相关性。与在叶区测得的L-OD相比，Z-OD的集中值更大。L-OD 与 Z-OD 的集中比率为 1：2.61。Z-OD 作为在 fovea 中心偏心的函数而减小。在距离中央fovea1度时，反射测量的Z-OD浓度显著降低，L-OD增加。中央固定1度的L-OD与Z-OD比为1.38：1.0。在从中央固定2度的对叶虫区域，叶黄素成为主要的类胡萝卜素，L-OD与Z-OD的比率为2.08：1.0。表4、5及6显示所有八个受试者的数据。通过检查表，明显L-OD、Z-OD和MPOD值存在显著的个体间变异性，表明正常度的生理极限可能很大。

Figure 1
图1：黄斑颜料反射计。本实验中使用的黄斑颜料反射计。请点击此处查看此图的较大版本。

Figure 2
图2：黄斑颜料反射仪操作原理图。MPR 设备的内部操作示意图。请点击此处查看此图的较大版本。

Figure 3
图3：外围测量轨道系统。（A） 黄斑颜料反射仪与外围轨道系统6.1米外。（B） 轨道系统，研究人员指向 0 度 LED 灯。（C） 测试参与者时所显示的整个系统。（D） 1 度 LED 指示灯亮起的轨道系统。请点击此处查看此图的较大版本。

Figure 4
图 4：显示用于将测量值编辑到所需时间的窗口。用于编辑所需时间范围的幻灯片条。该图显示要删除的前 10 个 s。请点击此处查看此图的较大版本。

测试距离 [m] 3 4 5 6.1 7 8 9 10
灯光之间的距离 [m] 0.052 0.07 0.087 0.107 0.122 0.14 0.157 0.175

表1：固定在与目标不同距离处的分离。灯光之间的距离是此方程中x的值：
Equation 1
其中d是测试距离。

主题 年龄 性别 种族 比赛
3002 27 F 西班牙 裔 白种人/不止一个种族
3003 28 F 西班牙 裔 没有
3004 26 F 不是西班牙裔 非裔美国人
3005 24 M 西班牙 裔 亚洲/多个种族
3006 27 M 不是西班牙裔 亚洲
3007 25 F 不是西班牙裔 非裔美国人
3009 29 M 西班牙 裔 白种人/不止一个种族
3010 22 M 不是西班牙裔 亚洲

表2：研究参与者的人口统计数据。表显示被测试参与者的年龄、性别和种族。参与者的平均年龄为26岁。男女比例为1：1。自我认同的种族包括50%的西班牙裔和约37.5%的亚裔或不止一个种族。

平均 L-OD 平均 Z-OD 均反射测量 MPOD 平均 Z-L 比率 平均闪烁光美仪 MPOD
中央 0.247 0.425 0.593 2.61:1 0.48
外设 1 deg 0.402 0.122 0.248 1:1.38 不可用
外设 2 deg 0.366 0.03 0.143 1:2.08 不可用

表3：不同偏心的类胡萝卜素平均值。该表显示了研究中八位参与者的平均结果。平均中央 L-OD （0.188） 和均值中心 Z-OD （0.142） 的 SD。用于 MPR 的平均中央 MPOD （0.161） 和反射计的均值中央 MPOD 的 SD （0.14）。SD 表示平均 L-OD，外设 1 度 （0.224），外设 1 度 （0.122） 时的平均 Z-OD。SD 用于外设 1 度 （0.248） 的 MPR 平均 MPOD。平均 L-OD 的 SD 表示外设 2 度 （0.366），SD 表示平均 Z-OD，外设 2 度（0.030）。SD 用于外设 2 度 （0.143） 的 MPR 平均 MPOD。

参与者 L-OD Z-OD MPOD Z-L 比率 议员
3002 0.525 0.409 0.669 0.778 0.58
3003 0.566 0.415 0.6525 0.733 0.48
3004 0.1615 0.291 0.437 1.793 0.437
3005 0.121 0.414 0.555 3.432 0.555
3006 0.148 0.724 0.888 4.892 0.888
3007 0.074 0.389 0.536 5.257 0.536
3009 0.197 0.26 0.361 1.32 0.361
3010 0.183 0.496 0.642 2.71 0.642

表4：在中央固定时获得的单个类胡萝卜素光学密度测量。表显示了所有八个参与者在中央固定时获得的测量值。

参与者 L-OD Z-OD MPOD Z-L 比率
3002 0.325 0 0.012 0
3003 0.385 0.08 0.166 0.208
3004 0.121 0.253 0.392 2.091
3005 0.7015 0 0.119 0
3006 0.362 0.286 0.45 0.79
3007 0.104 0.265 0.391 2.548
3009 0.589 0 0.183 0
3010 0.626 0.094 0.273 0.15

表5：从中央固定1度获得个体类胡萝卜素光学密度测量。表显示了所有 8 名参与者从中央固定 1 度获得的测量值。

参与者 L-OD Z-OD MPOD Z-L 比率
3002 0.146 0 0.043 0
3003 0.351 0 0.066 0
3004 0.063 0.077 0.169 1.222
3005 0.189 0.017 0.067 0.09
3006 0.902 0 0.291 0
3007 0.04 0.099 0.201 2.475
3009 0.718 0.046 0.232 0.064
3010 0.518 0 0.076 0

表6：从中央固定2度处获得的单个类胡萝卜素光学密度测量。表显示了所有 8 名参与者从中央固定 2 度处获得的测量值。

Discussion

我们的研究说明了使用反射计装置在各种波叶和对向区域进行体内MPOD测量的技术和方法。我们开发和校准了外围轨道系统，以便从中央固定处获得 1 度和 2 度的测量。研究结果表明，MPOD、L-OD和Z-OD可在光学无穷大下利用该协议在各种对叶和对向区域进行测量。当诊所没有长房间时，该协议可以适用于较短的距离。然而，在这种情况下，控制活动通融是必要的，但必须进行扩张（见表1）。

执行此实验时有两个关键步骤：1） 0 度校准和 2） 黑色校准。当使用外围轨道系统测量 MPOD 及其成分离中心时，0 度校准或浮力测量的外部固定至关重要。如果测量眼睛的参与者无法理解此过程或无法执行必要的步骤，则测量结果将受到影响并出错。黑色校准也至关重要，因为它允许 MPR 在无光时建立基线光谱仪测量，然后设备会将其与从受试者获得的所有值进行比较。因此，黑色校准是每个参与者的必备功能。

我们的研究结果表明，中央MPOD水平与以前发表的实验和组织学研究7、10、14的数据相匹配。此外，我们发现MPOD的水平随着视网膜偏心率的增加而下降，与对向区域相比，MPOD值在foveal上更大。叶黄素和玉米黄素水平在不同的视网膜位置也有所不同，叶黄素和玉米黄素比随着偏心的函数而变化。我们发现中央 L-OD 和 Z-OD 比率为 1：2.6，从中央固定 2 度时变为 2.08：1。这与先前研究10、29的报告一致。我们发现，叶黄素和玉米黄素水平表现出相当大的个体间变异。此前的体内实验室实验只评估了三个课题，而这方面的信息有限29。如果类胡萝卜素水平的显著个体间变化是正确的，那么这将支持需要获得类胡萝卜素的基线测量和定制个别补充剂。需要进一步的研究，以确认这一发现高个体间变异叶黄素和玉米黄素水平的健康个人。以前的出版物和与这种MPR器件的配合表明，在未扩张和扩张的阴孔条件下，MPOD可以获得可重复的测量，尽管当学生扩张25时，L-OD和Z-OD测量的可重复性得到了提高。在本研究中，我们用扩张的学生进行了所有MPR测量。鉴于类胡萝卜素水平在叶边缘和对叶区域较低，因此可能必须拉升孔，以便获得一致的信号强度和可靠的外围测量。

我们尝试了各种方法，并最终开发和测试了我们的轨道系统。事实证明，这是取得可靠结果的最有效方法。该系统通过多次检查三个参与者进行测试，看看每次尝试是否可以取得类似的结果。这包括在两个月内三次对参与者进行测量。其他尝试的方法包括修改反射仪目镜，方法是在中心外 0、1 和 2 度处创建具有预切切口的覆盖物。这种技术被证明是无效的，因为地道太接近了，无法充分区分受试者。

本研究有几个限制。研究要求受试者具有正常的双筒望远镜。这可确保受试者能够在测量另一只眼睛时固定目标。不符合此标准的主体将无法遵守说明，在使用刺激时无法正确固定，并且不能使用此技术成功测量。轨道系统是可靠的，但其局限性可以在今后的研究中解决。该协议可以通过内置红色 LED 固定灯和 Badal 光度计的一部分作为反射计的一部分来改进。这样，参与者可以固定到所需的偏心度，用适当的透镜来测量眼睛。

目前，没有替代技术来测量体内的L-OD和Z-OD。但是，存在测量 MPOD 的替代设备。其中一个装置是本研究中使用的异色闪烁光度计。异色闪烁光度计采用一种心理物理测试方法，无法确定单个叶黄素和玉米黄素值。使用异色闪烁光度计获得的中央 MPOD 测量值平均比 MPR 器件获得的平均值低 0.11，标准偏差为 0.16。使用这两种技术获得的MPOD测量具有与先前25所述的优异相关性。

虽然目前的研究样本量很小，但其目的是证明使用反射测量装置可以获得玉米黄素和叶黄素光学密度的外围测量。据我们所知，其他体内研究的样本数量比本研究中使用的样本要小得多。因此，我们相信，我们的结果表明，体内类胡萝卜素密度可以用反射计在foveola、foveal外围和对向转移区域测量。我们的研究进一步揭示了玉米黄素和叶黄素水平如何分布在人类视网膜的中央和周围黄斑区域。由于我们发现我们的研究参与者的价值有显著差异，因此需要在体内和体外进行更大的研究，以更好地了解黄素素和玉米黄素在一般人群中的分布、水平和比率。

Disclosures

皮纳金·戴维博士是 ZeaVision 的顾问，丹尼斯·吉尔哈特博士是 MPR 设备制造商 ZeaVision 的一名员工，首席科学官。其他作者报告没有冲突。

Acknowledgments

我们感谢西大眼科学院和西大医学硕士课程的帮助和支持。我们还感谢 ZeaVision 的慷慨支持和资助。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1-1/4-in x 36-in Silver Under Door Threshold Frost King LLC 77578013947 Any adjustable strip that can be mounted on a wall will suffice.
Black electrical tape 3M Company 054007-00053 Used to adjust fixation light to create a 1cm by 1cm region.
LED lights with remote control Elfeland LLC ELFELANDhoasupic1295 Any small red fixation LED light with remote control that can be mounted to track will suffice.
Macular Pigment Reflectometer Zeavision LLC N/A Prototype not available for sale.
Quantifeye Macular Pigment Spectromter 2 Zeavision LLC Catalog Number N/A Only model available from Zeavision LLC.
Ultra Gel Control 4g Super Glue Henkel AG & Company 1405419 Used to fix LED lights to track, but any strong adhesive will suffice.
Zeavision Proprietary Reflectometry Software, native to Macular Pigment Reflectometer Zeavision LLC N/A The software and algorithm are proprietary to Zeavision LLC.

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References

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本月在JoVE，第155期，黄斑色素反射测量，异色闪烁光度计，叶黄素，玉米黄素，视网膜，黄斑变性，黄斑色素光学密度
使用黄斑颜料反射计测量佩里法维亚中的类胡萝卜素
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Sanabria, J. C., Bass, J., Spors,… More

Sanabria, J. C., Bass, J., Spors, F., Gierhart, D. L., Davey, P. G. Measurement of Carotenoids in Perifovea using the Macular Pigment Reflectometer. J. Vis. Exp. (155), e60429, doi:10.3791/60429 (2020).

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