Summary
We beschrijven de evaluatie van een bepalingscoëfficiënt tussen vat en perfusiedichtheid van de parafoveale oppervlakkige capillaire plexus om de bijdrage van bloedvaten groter dan capillairen aan de perfusiedichtheid te identificeren.
Abstract
Parafoveale circulatie van de oppervlakkige retinale capillaire plexus wordt meestal gemeten met vaatdichtheid, die de lengte van haarvaten met circulatie bepaalt, en perfusiedichtheid, die het percentage van het geëvalueerde gebied berekent dat circulatie heeft. Perfusiedichtheid houdt ook rekening met de circulatie van bloedvaten groter dan haarvaten, hoewel de bijdrage van deze vaten aan de eerste meestal niet wordt geëvalueerd. Aangezien beide metingen automatisch worden gegenereerd door optische coherentietomografie-angiografie-apparaten, stelt dit artikel een methode voor om de bijdrage van bloedvaten groter dan haarvaten te schatten met behulp van een bepalingscoëfficiënt tussen vat- en perfusiedichtheden. Deze methode kan een verandering in het aandeel van de perfusiedichtheid van vaten groter dan haarvaten onthullen, zelfs als de gemiddelde waarden niet verschillen. Deze verandering zou compenserende arteriële vasodilatatie kunnen weerspiegelen als een reactie op capillaire uitval in de beginfase van retinale vaatziekten voordat klinische retinopathie verschijnt. De voorgestelde methode zou het mogelijk maken de veranderingen in de samenstelling van de perfusiedichtheid te schatten zonder dat er andere apparaten nodig zijn.
Introduction
Retinale circulatie is de combinatie van arteriolar, capillaire en venulaire stroom, waarvan de bijdrage kan variëren om aan de zuurstofbehoeften van de verschillende retinale lagen te voldoen. Deze circulatie is niet afhankelijk van de autonome regulatie van het zenuwstelsel en is traditioneel geëvalueerd met fluoresceïneangiografie, een invasieve methode die intraveneus contrast gebruikt om retinale vaten af te bakenen. Sequentiële foto's maken de evaluatie van arteriële, arteriolar, venulaire en veneuze circulatie mogelijk, evenals plaatsen van capillaire schade bij retinale vaatziekten1.
Een huidige methode om de maculaire circulatie te meten is optische coherentietomografie-angiografie (OCTA), die interferometrie gebruikt om retinale beelden te verkrijgen en haarvaten en grotere retinale vaten kan schetsen2. In tegenstelling tot fluoresceïneangiografie wordt OCTA-beeldvorming niet beïnvloed door maculaire xanthofylpigmentschaduw, waardoor superieure beeldvorming van maculaire haarvaten mogelijk is3. Andere voordelen van OCTA ten opzichte van fluoresceïneangiografie zijn de niet-invasieve aanwezigheid en hogere resolutie4.
OCTA-apparaten meten de oppervlakkige capillaire plexus bij de parafovea in een kaart van 3 x 3 mm, concentrisch ten opzichte van het foveale centrum (figuur 1). De apparatuur meet automatisch de dichtheid van de romplengte (de lengte van de haarvaten met circulatie in het gemeten gebied) en de perfusiedichtheid (het percentage van het gemeten gebied met circulatie), inclusief dat van vaten groter dan haarvaten (figuur 2)5. De vaatdichtheid levert een aanzienlijke bijdrage aan de perfusiedichtheid onder fysiologische omstandigheden. Sommige apparaten meten de vaatdichtheid als een "geskeletiseerde vasculaire dichtheid" en perfusiedichtheid als "vaat / vasculaire dichtheid". Ongeacht het apparaat is er meestal een meting voor lengte (gemeten in mm / mm2 of mm-1) en een andere voor het gebied met circulatie (gemeten in %), die automatisch worden gegenereerd.
De vaatdichtheid kan veranderen bij gezonde mensen bij blootstelling aan duisternis, flikkerlicht6 of cafeïnehoudende dranken7 vanwege de neurovasculaire koppeling die de bloedstroom herverdeelt tussen de oppervlakkige, middelste en diepe capillaire plexussen volgens de retinale laag met de hoogste activiteit. Elke afname van de vaatdichtheid veroorzaakt door deze herverdeling keert terug naar de uitgangswaarden nadat de stimulus is gestopt en vertegenwoordigt geen capillair verlies, een pathologische verandering die wordt gemeld voordat retinopathie verschijnt bij vaatziekten zoals diabetes8 of arteriële hypertensie9.
De afname van haarvaten kon gedeeltelijk worden gecompenseerd door arteriolar vasodilatatie. Het meten van slechts een percentage of geperfuseerd gebied geeft geen inzicht in de vraag of er sprake is van vasodilatatie, die kan optreden wanneer haarvaten een minimumdrempel bereiken. Het meten van de vaatdichtheid zou niet helpen bij het detecteren van een verhoogd circulatiegebied als gevolg van vasodilatatie. De bijdrage van arteriolarcirculatie aan de perfusiedichtheid kan indirect worden geschat met behulp van een bepalingscoëfficiënt tussen vaatdichtheid en perfusiedichtheid, en het bepalen van het percentage van het gebied met circulatie dat overeenkomt met haarvaten of andere vaten.
De redenering achter deze techniek is dat regressieanalyse kan bepalen in hoeverre de veranderingen van een onafhankelijke numerieke waarde resulteren in veranderingen van een afhankelijke numerieke waarde. Bij maculaire vatbeeldvorming met OCTA is capillaire circulatie een onafhankelijke variabele die het gebied met circulatie beïnvloedt omdat er weinig grotere vaten in het geëvalueerde gebied zijn. De parafovea heeft echter grotere vaten die kunnen verwijden en het percentage van het gebied met circulatie kunnen veranderen, wat niet direct kan worden geïdentificeerd door de huidige geautomatiseerde OCTA-metrieken. Het voordeel van het gebruik van een bepalingscoëfficiënt is dat het een relatie meet tussen twee bestaande metrieken om er nog twee te produceren: het percentage van het gebied met circulatie dat overeenkomt met haarvaten en het percentage dat overeenkomt met andere vaten. Beide percentages kunnen direct worden gemeten met behulp van een pixeltelling met beeldbewerkingssoftware. De bepalingscoëfficiënt kan echter voor een monster worden berekend met de getallen die de OCTA-apparaten automatisch genereren10,11.
Pathak et al. gebruikten een bepalingscoëfficiënt om magere spier- en vetmassa te schatten op basis van demografische en antropometrische metingen met behulp van een kunstmatig neuraal netwerk. Uit hun studie bleek dat hun model een R2-waarde van 0,92 had, wat de variabiliteit van een groot deel van hun afhankelijke variabelen verklaarde12. O'Fee en collega's gebruikten een bepalingscoëfficiënt om een niet-fataal myocardinfarct uit te sluiten als een surrogaat voor alle oorzaken en cardiovasculaire mortaliteit omdat ze een R2 van 0,01 tot 0,21 vonden. Die resultaten toonden aan dat de onafhankelijke variabele minder dan 80% van de veranderingen van de afhankelijke variabelen verklaarde, vastgesteld als criterium voor draagmoederschap (R2 = 0,8)13.
De bepalingscoëfficiënt wordt gebruikt om het effect te beoordelen van veranderingen van een variabele, een groep variabelen of een model op de veranderingen van een uitkomstvariabele. Het verschil tussen 1 en de R2-waarde vertegenwoordigt de bijdrage van andere variabelen aan de veranderingen van de uitkomstvariabele. Het is ongebruikelijk om het verschil toe te schrijven aan een enkele variabele, omdat er meestal meer dan twee bijdragen aan de uitkomst. Het deel van het maculaire gebied dat circulatie heeft, kan echter alleen afkomstig zijn van het gebied dat bedekt is met haarvaten en van het gebied dat bedekt is met grotere vaten, aangezien grotere vaten meer verwijden dan haarvaten. Bovendien wordt aangenomen dat reactieve vaatverwijding hoogstwaarschijnlijk afkomstig is van retinale arteriolen, omdat een verminderde capillaire circulatie de zuurstoftoevoer zou kunnen verminderen.
Slechts twee bronnen dragen bij aan een percentage van het gebied met circulatie in de macula: haarvaten en bloedvaten groter dan zij. De bepalingscoëfficiënt tussen vaatdichtheid en perfusiedichtheid bepaalt de bijdrage van haarvaten aan het gebied met circulatie, en de resterende veranderingen (het verschil tussen 1 en de R2-waarde ) vertegenwoordigen de bijdrage van de enige andere variabele die een gebied met circulatie vertegenwoordigt (die binnen grotere retinale vaten). Dit artikel beschrijft de methode om deze bijdrage te meten bij gezonde mensen (groep 1) en hoe deze verandert bij patiënten met retinale vaatziekten: arteriële hypertensie zonder hypertensieve retinopathie (groep 2) en diabetes mellitus zonder diabetische retinopathie (groep 3).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Dit protocol werd goedgekeurd door de ethische commissie voor menselijk onderzoek van Sala Uno. Zie video 1 voor de secties 1 en 2 en de tabel met materialen voor meer informatie over de apparatuur die in dit onderzoek is gebruikt.
1. Retinale analyse in het OCTA-apparaat
- Selecteer het menu voor retinale analyse in het OCTA-apparaat.
- Selecteer een retinale kaart van 3 x 3 mm; selecteer oppervlakkig als het OCTA-apparaat verschillende capillaire plexussen meet.
- Selecteer de dichtheid van de vatlengte (of het equivalent daarvan, bijvoorbeeld geskeletiseerde vasculaire dichtheid).
- Meet de dichtheid van de vaatlengte in mm-1 in een retinale kaart van 3 x 3 mm.
OPMERKING: De kaart is verdeeld in twee regio's: midden (binnen een cirkel van 1 mm, concentrisch ten opzichte van het veuveale centrum) en binnenste (buiten de middelste cirkel van 1 mm, figuur 3). De apparatuur meet ook een volledige dichtheid (binnen de cirkel van 3 mm) en verdeelt het binnenste gebied in vier velden: superieur, inferieur, tijdelijk en nasaal (figuur 4). Elk gebied wordt gespecificeerd, zodat de dichtheden van de scheepslengte automatisch worden gemeten. De instrumenten geven de waarden weer voor centrum-, binnen- en volledige dichtheden en voor superieure, temporele, inferieure en nasale velden van de innerlijke dichtheid. - Keer terug naar het menu voor retinale analyse.
- Selecteer een retinale kaart van 3 x 3 mm; selecteer oppervlakkig als het OCTA-apparaat verschillende capillaire plexussen meet.
- Selecteer de perfusiedichtheid (of het equivalent daarvan, bijvoorbeeld de vaatdichtheid).
- Meet de perfusiedichtheid in % in een retinale kaart van 3 x 3 mm.
OPMERKING: De kaart is verdeeld in twee regio's: midden (binnen een cirkel van 1 mm, concentrisch ten opzichte van het veuveale centrum) en binnenste (buiten de middelste cirkel van 1 mm). De apparatuur meet ook een volledige dichtheid (binnen de cirkel van 3 mm) en verdeelt het binnenste gebied in vier velden: superieur, inferieur, tijdelijk en nasaal. Elk gebied wordt zo gespecificeerd dat de perfusiedichtheden automatisch worden gemeten. De instrumenten geven de waarden weer voor centrum-, binnen- en volledige dichtheden en voor superieure, temporele, inferieure en nasale velden van de innerlijke dichtheid. - Controleer of de dichtheidskaarten een signaalsterkte hebben > 7; controleer vervolgens of de kaarten geen meetfouten bevatten als gevolg van artefacten of oogbewegingen.
- Registreer de waarden van de dichtheid van de lengte van het middenvat, de middenperfusiedichtheid, de dichtheid van de binnenste vatlengte, de binnenste perfusiedichtheid, de superieure vaatlengtedichtheid, de inferieure vaatlengtedichtheid, de inferieure perfusiedichtheid, de temporele vaatlengtedichtheid, de temporele perfusiedichtheid, de nasale vaatlengtedichtheid en de nasale perfusiedichtheid in een spreadsheet.
2. Berekening van de bepalingscoëfficiënten met behulp van een spreadsheet
- Selecteer de variabelen die moeten worden geëvalueerd (bijvoorbeeld de dichtheid van de lengte van het middenvat en de middenperfusiedichtheid). Selecteer de waarden van beide variabelen voor een gedefinieerde groep (bijvoorbeeld groep 1).
- Klik in de werkbalk op invoegen.
- Klik op de knop Aanbevolen grafieken in het gedeelte Grafieken . Wacht tot een spreidingsdiagram als suggestie in een venster wordt weergegeven. Klik op de knop OK om de suggestie te accepteren.
- Inspecteer het spreidingsdiagram van de gegevens. Klik met de rechtermuisknop op de serie om een optiemenu weer te geven.
- Selecteer de optie Trendlijn toevoegen . Wacht tot een lineaire trendlijn aan de grafiek is toegevoegd en tot er een menu aan de rechterkant van het scherm is.
- Verplaats het menu naar beneden om de optie R-kwadraatwaarde weergeven in grafiek te vinden. Selecteer deze optie om de R-kwadraatwaarde in de grafiek weer te geven. Selecteer de R-kwadraatwaarde.
- Selecteer Home op de werkbalk en klik vervolgens op de kopieerknop.
- Maak een grafiek met bepalingscoëfficiënten op een nieuwe pagina.
- Selecteer een doelcel (bijvoorbeeld de middelste bepalingscoëfficiënt voor groep 1). Klik met de rechtermuisknop. Selecteer plakken met bronopmaak behouden.
- Bereid een nieuwe grafiek voor om het percentage veranderingen in de perfusiedichtheid weer te geven dat wordt verklaard door veranderingen in de vaatdichtheid.
- Selecteer de cel met de bepalingscoëfficiënt in de vorige grafiek. Klik met de rechtermuisknop. Selecteer Kopiëren.
- Selecteer een doelcel in de nieuwe grafiek (bijvoorbeeld centreren in groep 1). Klik met de rechtermuisknop. Selecteer plakken.
- Selecteer de cel met de geplakte waarde; selecteer vervolgens in de werkbalk home | procent stijl in het menu Getal .
- Selecteer decimaal verhogen in het menu Getal en klik er eenmaal op.
OPMERKING: Het resulterende getal is het percentage veranderingen in perfusiedichtheid dat wordt verklaard door de veranderingen in de vaatdichtheid. - Bereid een andere tabel voor om het percentage perfusiedichtheid weer te geven dat wordt verklaard door de veranderingen in vaten groter dan haarvaten.
- Selecteer een doelcel (bijvoorbeeld centreren in groep 1). Trek het laatste resultaat af van 1.
- Selecteer deze cel. Selecteer home in de werkbalk.
- Selecteer procentuele stijl in het menu Getal .
- Klik eenmaal op decimalen verhogen in het cijfermenu .
- Formatteer de kaarten om de bijdrage van haarvaten (vaatdichtheid) en vaten groter dan haarvaten aan de veranderingen in perfusiedichtheid weer te geven.
- Herhaal de procedure om de waarden van binnenvat/perfusiedichtheden en superieure, inferieure, temporele en nasale vat-/perfusiedichtheden in groep 3 te verkrijgen.
3. Vergelijking van de bepalingscoëfficiënten
- Vergelijk de bepalingscoëfficiënten in drie groepen: 1, gezonde mensen; 2, patiënten met arteriële hypertensie zonder hypertensieve retinopathie; en 3, patiënten met diabetes mellitus type 2 zonder diabetische retinopathie. Vergelijk in groep 3 ook de bepalingscoëfficiënten tussen velden: superieur, inferieur, temporeel en nasaal.
4. Vergelijk de procentuele verschillen in de bijdrage van haarvaten en vaten groter dan haarvaten aan de perfusiedichtheid, tussen groepen en tussen velden in groep 3
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Er waren 45 proefpersonen in groep 1, 18 in groep 2 en 36 in groep 3. Tabel 1 toont de verdeling van leeftijd en dichtheden per groep; alleen de vat- en perfusiedichtheden in groep 1 waren lager dan in groep 2. De bepalingscoëfficiënten van de middenvat- en perfusiedichtheden zijn weergegeven in figuur 5. Er was geen significant verschil tussen de groepen.
De bepalingscoëfficiënt tussen het binnenvat en de perfusiedichtheden was 0,818 in groep 1, 0,974 in groep 2 en 0,836 in groep 3. De bijdrage van bloedvaten groter dan haarvaten was goed voor 18,2% bij gezonde proefpersonen, 2,6% bij patiënten met arteriële hypertensie en 16,4% bij patiënten met diabetes (figuur 6).
In groep 3 waren de bepalingscoëfficiënten tussen vat en perfusiedichtheid 0,722 in het superieure veld, 0,793 in het inferieure veld, 0,666 in het temporele veld en 0,862 in het nasale veld. Hoewel het binnenste gebied een bijdrage had van bloedvaten groter dan haarvaten die goed waren voor 16,4% van de perfusiedichtheid, was deze bijdrage 27,8% in het superieure veld, 20,7% in het inferieure veld, 33,4% in het temporele veld en 13,8% in het neusveld (figuur 7).
Figuur 1: Verdeling van een optische coherentietomografie 3 x 3 mm dichtheidskaart van het rechteroog. De kaart is gecentreerd in de fovea en meet 3 mm in diameter; de middelste metrieken komen overeen met een gebied met een diameter van 1 mm. De binnenste maatstaven komen overeen met de ring tussen de centrale cirkels van 1 mm en de diameter van 3 mm. De volledige statistieken komen overeen met het hele gebied binnen de grenzen van de kaart. De binnenste ring is verdeeld in velden: superieur, tijdelijk, inferieur en nasaal; de kaart voor het linkeroog verandert de posities van de temporale en nasale velden. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Een 3 x 3 mm optische coherentie tomografie angiografie dichtheidskaart van de oppervlakkige maculaire capillaire plexus. Het apparaat gebruikt de weergave van de retinale vaten om de dichtheid van de vaatlengte in mm-1 en de perfusiedichtheid in %te meten. De dichtheid van de scheepslengte komt overeen met de som van de lengte van schepen met circulatie binnen de grenzen van de kaart; perfusiedichtheid komt overeen met het procentuele oppervlak van de macula met circulatie. De bredere vaten komen overeen met arteriolen en venules, die groter zijn dan haarvaten en een hogere bijdrage leveren aan de perfusiedichtheid. De verticale magenta en horizontale lijnen zijn verwijzingen naar de scan die wordt gebruikt om de kaart te centreren. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Dichtheidskaarten voor de lengte van het vaartuig. Het OCT-apparaat schetst het gebied met circulatie (afbeelding linksboven), de retinale structuur (afbeelding linksonder), het retinale oppervlak (afbeelding rechtsboven) en genereert de statistieken automatisch (afbeelding rechtsonder). Kaarten van (A) een gezond individu en (B) een diabetespatiënt zonder retinopathie. De vaten ter hoogte van de oppervlakkige capillaire plexus zijn in het wit weergegeven in de afbeeldingen linksboven; er is een groter aantal vaten in A dan in B, een verschil dat wordt bevestigd als een vermindering van alle dichtheden, vooral de centrumdichtheid. Interna = innerlijke dichtheid; completa = volledige dichtheid. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: Vessel length density map bij een diabetespatiënt zonder retinopathie, geanalyseerd per veld. De afbeelding linksboven schetst het gebied met circulatie; de afbeelding linksonder toont de retinale structuur; de afbeelding rechtsboven toont het retinale oppervlak; de afbeelding rechtsonder toont de automatisch gegenereerde statistieken. De figuur komt overeen met het linkeroog en toont de automatische metingen voor de superieure, temporele, inferieure en nasale velden van de binnenste dichtheid in de afbeelding linksboven. Afkortingen: S = superieur; T = tijdelijk; I = inferieur; N = nasaal. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5: Vergelijking van de bepalingscoëfficiënten tussen de middenvaten (mm-1) en perfusiedichtheden (%) in de drie groepen. Er zijn weinig haarvaten in het middengebied en bijna geen vaten groter dan haarvaten, wat de kleine verschillen tussen de groepen verklaart. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6: Vergelijking van de bepalingscoëfficiënten tussen binnenvat (mm-1) en perfusie (%) dichtheden in de drie groepen. De bijdrage van bloedvaten groter dan haarvaten aan de perfusiedichtheid was lager bij patiënten met arteriële hypertensie en veranderde niet bij patiënten met diabetes, vergeleken met gezonde proefpersonen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 7: Vergelijking van de bepalingscoëfficiënt tussen de vatendichtheid (mm-1) en perfusiedichtheden (%) per veld, in groep 3. De bijdrage van vaten groter dan haarvaten was groter in het temporele veld, dat 20 procentpunten hoger was dan dat van het neusveld. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Veranderlijk | Groep 1 (n= 45) | Groep 2 (n=18) | Groep 3 (n= 36) | p* | |
| Leeftijd | 57.16±1.01 uur | 55.89±1.82 uur | 55.33±1.16 uur | 0.495 | |
| Dichtheid van het middelste vat (mm-1) | 8.86±0.44 uur | 8.12±0.79 uur | 8.66±0.59 uur | 0.713 | |
| Dichtheid van het binnenvat (mm-1) | 21.14±0.29 uur | 19.84±0.91 uur | 20.52±0.27 uur | 0.116 | |
| Superieure vatdichtheid (mm-1) | 20.98±0.35 uur | 20.33±0.82 uur | 20.27±0.34 uur | 0.392 | |
| Inferieure vatdichtheid (mm-1) | 21.18±0.32 uur | 19.31±1.17 uur | 20.64±0.31 uur | 0.057 | |
| Temporele vatdichtheid (mm-1) | 21.06±0.31 uur | 19.95±0.91 uur | 20.50±0.30 uur | 0.229 | |
| Dichtheid van de neusvlaaf (mm-1) | 21.36±0.30 uur | 19.72±0.99 uur | 20.69±0.36 uur | 0.076 | |
| Centrumperfusiedichtheid (%) | 15.74±0.77 uur | 14.54±1.40 uur | 15.13±1.02 uur | 0.734 | |
| Binnenperfusiedichtheid (%) | 39.12±0.48 uur | 38.85±1.58 uur | 37.95±0.49 uur | 0.108 | |
| Superieure perfusiedichtheid (%) | 38.54±0.62 uur | 37.72±1.40 uur | 37.59±0.58 uur | 0.578 | |
| Inferieure perfusiedichtheid (%) | 39.38±0.56 uur | 35.57±2.11 uur | 37.95±0.57 uur | 0.026 | |
| Temporele perfusiedichtheid (%) | 39.05±0.61 uur | 37.99±1.36 uur | 38.19±0.61 uur | 0.561 | |
| Nasale perfusiedichtheid (%) | 39.53±0.55 uur | 35.99±1.96 uur | 38.10±0.77 uur | 0.049 | |
Tabel 1: Vergelijking van variabele verdeling per groep (gemiddelde ± standaardfout). *Eenrichtingsanalyse van variantie.
Video 1: Berekening en vergelijking van bepalingscoëfficiënten tussen variabelen, met behulp van een spreadsheet. Klik hier om deze video te downloaden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De bijdrage van bloedvaten groter dan haarvaten aan perfusiedichtheidsveranderingen bij retinale vaatziekten vóór de ontwikkeling van retinopathie. Het nam af in het binnengebied van patiënten met arteriële hypertensie en varieerde tussen velden bij patiënten met diabetes. Er zijn directe methoden voor het meten van vasculaire reactiviteit in het netvlies, die afhankelijk zijn van de blootstelling aan een stimulus14,15. De in dit artikel voorgestelde meting maakt gebruik van twee metrieken, automatisch gegenereerd door OCTA-apparaten, om de bijdrage van vaten groter dan haarvaten aan het percentage van het geëvalueerde gebied met circulatie te schatten.
De cruciale stap in de methode is het verkrijgen van adequate metingen van vat- en perfusiedichtheden in de kaart van 3 x 3 mm. Beelden met een signaalsterkte > 7 en zonder artefacten produceren betrouwbare getallen voor gebruik in een scatterplot. Hoewel er protocollen zijn voor het corrigeren van segmentatiefouten in OCTA-metingen16, werkte deze studie alleen met afbeeldingen met hoge kwaliteit, zonder artefacten of meetfouten. De bepalingscoëfficiënt wordt berekend met behulp van een gebruikelijke spreadsheet of een ander statistisch pakket; de bijdrage van vaten groter dan haarvaten vereist alleen aftrekking en een conversie naar een procentuele expressie.
Een beperking van de techniek is dat het momenteel alleen monsters evalueert omdat het verschillende proefpersonen nodig heeft om de spreiding van veranderingen in de uitkomstvariabele te beoordelen. Verdere studies moeten betrekking hebben op snijpunten die het gebruik van de informatie in een individuele patiënt of oog mogelijk maken. Het belang van de resultaten van deze methode is dat het van waarde kan zijn voor het detecteren van populatieclusters met een bepaalde verandering van de retinale circulatie, die vervolgens kunnen worden geëvalueerd met directe, duurdere of invasieve methoden.
De verandering in de procentuele bijdrage van bloedvaten groter dan haarvaten kan een compenserende gebeurtenis weerspiegelen wanneer een afname van permeabele haarvaten arteriolar dilatatie induceert. Er is gemeld dat haarvaten verwijden met 1% en arteriolen met maximaal 6% als reactie op flikkerlichtstimulatie17. Patiënten met arteriële hypertensie vertonen echter mogelijk niet dezelfde dilatatie vanwege de verhoogde arteriolar vernauwing, wat de vermindering van de bijdrage van bloedvaten groter dan haarvaten aan de perfusiedichtheid zou kunnen verklaren, die in deze groep werd gevonden.
Compenserende veranderingen in vaten groter dan haarvaten hebben niet dezelfde aandacht gekregen als capillaire dichtheid bij retinale vaatziekten. Ze kunnen echter een aandoening vertonen waarbij de vermindering van de capillaire dichtheid van cruciaal belang is en waar lokale hypoxie een andere bron van bloedstroom vereist. Er zijn onvoldoende gegevens om te bepalen of deze bevinding gelijktijdig kan optreden bij het verlies van neurovasculaire koppeling, vroeg gemeld bij diabetespatiënten zonder retinopathie18.
De veranderingen die in deze studie zijn gevonden, zijn mogelijk niet van toepassing op elke patiënt met arteriële hypertensie of diabetes. Hoewel de voorgestelde schatting indirect is, onthulde het verschillen die het waard zijn om te vergelijken met directe methoden en die de samenstelling van parafoveale circulatie op een bepaald tijdstip laten zien. De mogelijke toepassing van deze meting is de toekomstige identificatie van drempelwaarden van capillaire uitval die arteriolar dilatatie induceren in verschillende stadia van retinale vaatziekten. Die drempels zijn niet gemeld en kunnen nuttig zijn als biomarkers voor ziekteprogressie en reacties op behandelingen.
Concluderend wordt een methode voorgesteld om de bijdrage van vaten groter dan haarvaten te evalueren, die alleen de gebruikelijke metingen vereist die de OCTA-apparaten produceren en die onopgemerkt kunnen blijven met de automatische metrieken. De veranderingen die worden gevonden bij mensen met vaatziekten voordat retinopathie verschijnt, suggereren reactieve vasodilatatie, wat nuttig kan zijn om therapeutische interventies te evalueren zonder andere apparatuur te gebruiken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs verklaren dat ze geen belangenconflicten hebben om bekend te maken.
Acknowledgments
De auteurs willen Zeiss Mexico bedanken voor de onbeperkte ondersteuning om de Cirrus 6000 met AngioPlex-apparatuur te gebruiken.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Cirrus 6000 with Angioplex | Carl Zeiss Meditec Inc., Dublin CA | N/A | 3 x 3 vessel and perfusion density maps |
| Excel | Microsoft | N/A | spreadsheet |
| Personal computer | Generic | N/A | for running the calculations on the spreadsheet |
References
- Ong, J. X., Fawzi, A. A. Perspectives on diabetic retinopathy from advanced retinal vascular imaging. Eye. , (2022).
- Tan, A. C. S., et al. An overview of the clinical applications of optical coherence tomography angiography. Eye. 32 (2), 262-286 (2018).
- Elnahry, A. G., Ramsey, D. J. Optical coherence tomography angiography imaging of the retinal microvasculature is unimpeded by macula xanthophyll pigment. Clinical and Experimental Ophthalmology. 48 (7), 1012-1014 (2020).
- Elnahry, A. G., Ramsey, D. J. Automated image alignment for comparing microvascular changes detected by fluorescein angiography and optical coherence tomography angiography in diabetic retinopathy. Seminars in Ophthalmology. 36 (8), 757-764 (2021).
- Rosenfeld, P. J., et al. Zeiss AngioPlex spectral domain optical coherence tomography angiography: technical aspects. Developments in Ophthalmology. 56, 18-29 (2016).
- Nesper, P. L., et al. Hemodynamic response of the three macular capillary plexuses in dark adaptation and flicker stimulation using optical coherence tomography angiography. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 60 (2), 694-703 (2019).
- Zhang, Y. S., Lee, H. E., Kwan, C. C., Schwartz, G. W., Fawzi, A. A. Caffeine delays retinal neurovascular coupling during dark to light adaptation in healthy eyes revealed by optical coherence tomography angiography. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 61 (4), 37 (2020).
- Barraso, M., et al. Optical coherence tomography angiography in type 1 diabetes mellitus. Report 1: Diabetic Retinopathy. Translational Vision Science and Technology. 9, 34 (2020).
- Xu, Q., Sun, H., Huang, X., Qu, Y. Retinal microvascular metrics in untreated essential hypertensives using optical coherence tomography angiography. Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 259 (2), 395-403 (2021).
- Yeh, R. Y., Nischal, K. K., LeDuc, P., Cagan, J. Written in blood: applying grammars to retinal vasculatures. Translational Vision Science & Technology. 9, 36 (2020).
- Corvi, F., Sadda, S. R., Staurenghi, G., Pellegrini, M. Thresholding strategies to measure vessel density by optical coherence tomography angiography. Canadian Journal of Ophthalmology. 55 (4), 317-322 (2020).
- Pathak, P., Panday, S. B., Ahn, J. Artificial neural network model effectively estimates muscle and fat mass using simple demographic and anthropometric measures. Clinical Nutrition. 41 (1), 144-152 (2022).
- OFee, K., Deych, E., Ciani, O., Brown, D. L. Assessment of nonfatal myocardial infarction as a surrogate for all-cause and cardiovascular mortality in treatment or prevention of coronary artery disease: a meta-analysis of randomized clinical trials. JAMA Internal Medicine. 181 (12), 1575-1587 (2021).
- Kushner-Lenhoff, S., Ashimatey, B. S., Kashani, A. H. Retinal vascular reactivity as assessed by optical coherence tomography angiography. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (157), e60948 (2020).
- Sousa, D. C., et al. A protocol to evaluate retinal vascular response using optical coherence tomography angiography. Frontiers in Neuroscience. 13, 566 (2019).
- Falavarjani, K. G., et al. Effect of segmentation error correction on optical coherence tomography angiography measurements in healthy subjects and diabetic macular oedema. British Journal of Ophthalmology. 104 (2), 162-166 (2020).
- Warner, R. L., et al. Full-field flicker evoked changes in parafoveal retinal blood flow. Scientific Reports. 10 (1), 16051 (2020).
- Zhang, Y. S., et al. Reversed neurovascular coupling on optical coherence tomography is the earliest detectable abnormality before clinical diabetic retinopathy. Journal of Clinical Medicine. 9 (11), 3523 (2020).
