Bir Uygun Aracı Olarak Fundus Fotoğraf Epidemiyolojik Çalışmaların Kardiyovasküler Hastalıklar Risk Faktörleri için Mikrovasküler Cevapları Eğitim için

Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Retina görüntü analizi microdolaşim görselleştirmek için dikkat çekmeyen bir işlemdir. Kardiyovasküler risk faktörlerinin etkisi retinal damar kalibre değişikliklere neden olabilir. Prosedürler kalibre açıklanan geminin hesaplamak için fundus görüntüleri ve adımları elde etmek.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

De Boever, P., Louwies, T., Provost, E., Int Panis, L., Nawrot, T. S. Fundus Photography as a Convenient Tool to Study Microvascular Responses to Cardiovascular Disease Risk Factors in Epidemiological Studies. J. Vis. Exp. (92), e51904, doi:10.3791/51904 (2014).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Mikro sirkülasyon, 150 um'den daha küçük çaplara sahip kan damarları içerir. Bu dolaşım sistemi büyük bir kısmını oluşturan ve damar sağlığını korumada önemli bir rol oynar. Retina bu satırları, gözün iç doku ve bu mikro-damar bir invazif olmayan analizi için izin veren tek bir dokudur. Günümüzde, yüksek kaliteli fundus görüntüleri dijital kameralar kullanılarak elde edilebilir. Retina görüntüler bile öğrencilerin dilatasyon olmaksızın, 5 dakika veya daha az tahsil edilebilir. Mikrodolaşımı görselleştirmek için bu göze batmayan ve hızlı işlem epidemiyolojik çalışmalarda uygulamak ve yaşlılık erken yaş kadar kalp ve damar sağlığının izlemek için cazip olduğunu.

Dolaşımını etkileyen sistemik hastalıklar retina damar ilerici morfolojik değişikliklere neden olabilir. Örneğin, retinal arter ve damarların damar kalibre değişiklikler hipertansiyon, aterosklerotik ilişkilendirilmiştirskleroz, inme ve miyokard infarktüsü riskinde artış. Damar genişlikleri görüntü analizi yazılımı ve altı büyük arterlerin genişliği kullanılarak elde edilir ve damarlar Eşdeğer Merkez Retina arterioler (CRAE) ve Merkez Retina venülar Eşdeğeri (CRVE) özetlenmiştir. İkincisi özellikleri değiştirilebilir yaşam tarzı ve çevresel kardiyovasküler hastalık risk faktörlerinin etkisini incelemek için yararlı gösterilmiştir.

Prosedürler fundus görüntüleri ve CRAE ve CRVE açıklanan elde etmek için analiz adımları elde etmek. Crae ve CRVE tekrarlanan önlemlerin varyasyon katsayıları,% 2'den daha az olan ve içi değerlendirici güvenilirliği yüksektir. Bir panel çalışma, partikül hava kirliliği kısa vadeli değişikliklere retina damar kalibre hızlı tepki kullanma, kardiyovasküler mortalite ve morbidite için bilinen bir risk faktörüdür, bildirilmektedir. Sonuç olarak, retina görüntüleme epidemiyolojik studie için uygun ve etkili bir araç olarak önerilmiştirkalp damar hastalığı risk faktörleri mikrovasküler yanıtları incelemek.

Introduction

Mikro sirkülasyon, 150 um'den daha küçük çaplara sahip kan damarları içerir ve en küçük direnci arterler, arteriyoller, kılcal ve venüllerin, içerir. Bu damarlar dolaşım sistemi büyük bir bölümünü oluşturan ve damar sağlığını korumada önemli bir rol oynamaktadır. 150 um damar çapı, fizyolojik ve fiziksel bir sınırdır. , Çapı 150 mikrometreden daha küçük olan damar reolojik özellikleri büyük arter farklıdır. Ayrıca, otoregülatör direnç değişikliklerin çoğu kan akımı otoregülasyonun 1 sergileyen vasküler yataklarda aşağı 150 mikron meydana gelir. Mikrosirkülasyon iki önemli işlevi vardır. Birincil işlevi, doku talebi karşılayabilen ve atık ürünleri ve karbon dioksit tahliye edilmesi için oksijen ve metabolik maddelerin hücreler sağlamaktır. Değişimi gemilere ve mikrovasküler akış desen sayısında değişiklikler efektif döviz yüzey alanını azaltır ve Lea olabilirbırakıyorsa doku perfüzyon ve bir başarısızlık d metabolik talebi 2 karşılamak için. Bundan başka, bir hidrostatik basınç vasküler yatak içinde damla ve mikrosirkülasyon genel çevre direnci 3 düzenlenmesinde önemli bir rol oynar.

Retina, gözün iç astar katmanlı bir dokudur. Onun ana işlevi daha görsel bilgiyi işlemek için görsel kortekse yayılır bir sinir sinyali haline gelen ışığı dönüştürülmesidir. Retinanın fonksiyonu dış dünya ve bu süreçte yer alan tüm okular yapılar optik şeffaf görmektir. Bu mikrovasküler 4 non-invaziv görüntüleme için retina doku erişilebilir yapar. Retina görüntüleme göz hastalıklarını tanımlamak için kullanılmaktadır. Örneğin, maküler dejenerasyon gelişmiş bir formu nedeniyle makülanın içine anormal kan damar büyüme görme kaybına yol açabilir. Bu kan damarları kanayan daha geçirgen ve tehlikesiyle karşı karşıyadırg retinada veya altında kan ve proteinlerin sızıntı. İkincisi olaylar fotoreseptör için geri dönülmez hasarlar sorumludur. Glokomun Kalkınma ganglion hücreleri ve bunların akson bir zarar ile ilişkilidir. Bu işlemin etkileri, retinal görüntüler 5 gözlenebilir optik disk, bir çukurluğu yol açar. Diyabetik retinopati, retinal damar duvarlarında hasara neden hipergliseminin neden olur. Bu iskemi, yeni kan damarlarının büyümesi ve vasküler geometrik ağındaki bir değişime neden olabilir. Bundan başka, kan-beyin bariyeri dilate hyperpermeable kılcal ve anevrizmaların 6 eksilmesine sebep olurlar kırılmaya tabi olabilir.

Retina mikrovasküler kalp, akciğerler ve beyin 7'de bulunan mikrovasküler yatak benzerlik gösterir. Beynin mikrodolaşımı etkileyen sistemik hastalıklar retinada paralel değişikliklere neden olduğu bilinmektedir. Na arteriolarrrowing ve retina geliştirilmiş bir arteryel ışık refleksi serebral küçük damar hastalığı 8 neden olduğu damar bozuklukları, beyaz madde lezyonları ve lacunes ile ilişkilidir. Anlamlı bir ilişki dar retina venüllerde, değişmiş bir retinal mikrovasküler ağ ve Alzheimer hastalığının görülmesi arasında keşfedildi. Bu hastaların beyinleri de retinada 9 gözlenebilen bir değişmiş serebral mikrovaskuleterini sahip olduğu ileri sürülmektedir.

Kanıtlar da retinal vasküler değişiklikler ve koroner kalp hastalığı 10,11 arasındaki ilişki hakkında artmaktadır. Retinal arter ve retina damarları (A / V) çapı arasındaki oran hipertansiyon ve aterosklerozun 12 yansıtacak şekilde hassas bir vekil olduğu gösterilmiştir. Azalma A / V oranına önde arter ve venlerin genişlemesi bir daralma, inme ve miyokard infarktüsü 13 riskini doğruluyor. Hipertansiyon doğrudan neden olabilirretinal iskemi ve pamuk noktalar ve derin retinal beyaz lekeler 14 olarak görünür hale retina enfarktüsleridir. Serre ve Sasongko son literatürü özetlenmiştir ve yaşam tarzı ve çevresel risk faktörlerinin (örneğin, diyet, fiziksel aktivite, sigara ve hava kirliliği) maruz retinal mikrovasküler yatakta 15 morfolojik değişikliklere neden olduğu sonucuna varıldı. Önemlisi, retina değişiklikleri bile hastalıklarının 16 klinik bulguları önce, kardiyovasküler risk faktörleri ile ilişkili bulunmuştur.

Kardiyovasküler morbidite ve mortalite insidansında önemli artışlar-uzun isnat edilmiştir ve kısa vadeli riskler hava kirliliğini 17,18 önemli partiküler. Araştırmalar, bu partiküler madde (PM), hava kirliliğinin önemli bir kısmını gösterir kardiyovasküler hastalık gelişimine katkıda bulunur ve kardiyovasküler olayları 19,20 uyarmaktadır. Fonksiyonunun bir değermikrovasküler yatak gözlenen dernekler bir rol oynadığı düşünülmektedir. Bu bağlamda, hava kirliliğine maruz kalma ve retinada daralma arteriolar arasında bir ilişki Adar ve arkadaşları 21 tarafından bildirilmiştir. Retina arterioler kalibre dardı ve venüler kalibreli olarak 2,5 mikron ≤ PM 2.5 (partiküler madde yükseldi uzun ve kısa vadeli maruz bölgelerde yaşayan Ateroskleroz (MESA) Multi-Etnik Çalışması 4607 katılımcıları arasında geniş oldu çapında) 21. Kronik hava kirliliğine maruziyetin neden olduğu sistemik inflamasyon geniş venüler çaplarda 22 neden olabilir. Bu retinal mikrovasküler yatakta 23 sigaranın bir etki rapor çalışmaları desteklemektedir. Kısa vadeli hava kirliliğine maruziyetin ve retina fundus fotoğraflarında 24 ile ölçülen sağlıklı erişkinlerde mikrovasküler değişikliklerin (yaş 22-63 yıl) arasındaki ilişki üzerine bir yayın raporlar. Bir yükseltileceğiPM 10 (partikül çapı 10 mikron ≤ madde) ve M.Ö. se (siyah karbon, trafikle ilgili dizel egzoz için bir proxy olarak kullanılabilir yan ürünü bir yanma) arterioler kalibreli 24,25 azalma ile ilişkilidir.

Bu bilimsel video protokolü, prosedürler arterioler ve venüler damar kalibre elde etmek için görüntü analizleri için, ve Eşdeğer Santral Retina Arteriolar (CRAE) ve Merkez Retina venülar Eşdeğeri (CRVE) hesaplamak için, gözün fundus fotoğraflarını toplamak için tarif edilmiştir. Retina yaşlılık 26,27 e kadar erken yaştan itibaren alınabilir mikrovasküler ve görüntülerin göze batmayan bir analizini verir sadece doku çünkü Retina görüntüleme dikkat artmıştır kazanıyor. CRAE ve CRVE modifiye yaşam tarzı ve mikrovasküler çevre kardiyovasküler hastalık risk faktörlerinin etkisini yansıtan duyarlı parametreler görünmektedir. Yazıda, tekrarlanabilirlikdamar analizi gösterilmektedir. Ayrıca, epidemiyolojik çalışmalarda retinal mikrovasküler analiz uygulanabilirliği partikül hava kirliliğine maruziyetin 24 etkisi odaklanarak bir tekrarlanan ölçümler tasarım elde ettiğimiz bulguları özetleyerek gösterilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Hasselt Üniversitesi Etik Kurulu ve Üniversite Hastanesi Anvers çalışmalarını onayladı. Katılımcılar katılmaya yazılı bilgilendirilmiş onam verdi.

1. Cihaz Kurulumu

  1. Dijital retina kamera ve ünitenin ana blok siyah koruyucu kabukları çıkarın.
  2. Pil bölmesini açın ve kamera pili yerleştirin. Pil ve ana üniteyi bağlayan kabloyu kesmeyin.
  3. Ana ünitenin üzerine kamerayı vida ve iki kabloyu bağlayın. Şebekeye ve verilen USB kablosu ile bilgisayara ana birimi bağlayın.
  4. "Açık" Açma / kapama düğmesine geçerek ana ünitesini başlatın. "Açık" Açma / kapama düğmesine geçerek kamerayı başlatın.
  5. Bilgisayarı başlatın. Bu ana ünite ile bilgisayar arasındaki bağlantı hatalarını önleyecektir.

2. Yakalama Fotoğraf

  1. Retina IMAGI başlayınng Kontrol Yazılımı (ve gerekli şifre doldurun). Yazılım dijital kameranın retina kısmı (bağlantı için malzemeler tabloya bakınız).
  2. Ekranın sol üst kısmında "Eğitim" ikonuna tıklayarak çalışma başlatın. Hasta sistemde zaten ise yeni bir hasta için, vb hasta numarası, hasta adı, doğum tarihi, gibi tüm ayrıntıları doldurun "hasta numarası" doldurmak ve "Ara geçmişi listesini" kullanın. Çalışmaya başlamak için hastanın adını çift tıklatın.
  3. Bir fotoğraf çekmek için kafa "kilit" çene dinlenme ve alnı dinlenme ve karşı alnına / çenesini yerleştirin, kamera önce bir oturun hasta isteyin.
  4. Düz kameranın lens içine bakmasını isteyin. Sağ ve sol göz için yatay (XY) düzleminde kamerayı hareket ettirin.
  5. Kamera ekranında görünen iki daire içindeki hastanın kornea konumlandırmak için çene kalanını kullanın. İnce ayarjoystick üzerindeki tekerleği kullanarak.
  6. Çevrelerinde hastanın öğrenci yerleştirmek amacıyla XY düzleminde geriye ve yanlara, ileri kamerayı hareket ettirin. Öğrenci sürekli bir daire oluşturur emin olun. Böylece, hastanın iris iki parçaya bölünmüş olacaktır.
  7. Retinaya kornea geçmek için joystick üzerinde "arka tetiği" kullanın. Bu aşamada, hasta bir yeşil ışık gözlemlemek gerekir. Yeşil ışık bakmak için hasta isteyin.
  8. Joystick üssünde teker açıldığında açılır iki satır hizalayarak kamerayı odaklanın. Iki satır sürekli bir çizgi oluşturacak kadar tekerleğini döndürün.
  9. Bir fotoğraf için optimal pozisyona göz yerleştirmek için yeşil ışık kullanın. Gerekirse, kameranın sağ tarafında ok düğmelerini kullanarak ışık taşımak. Optik disk kamera ekranında merkezli bir şekilde yeşil ışık yerleştirin.
  10. Switchi sonra ortaya 2 beyaz lekeler için ara(adım 2.7), retina kadar değişmektedir. Noktalar bulmak için, XY düzleminde taşıyın. Noktalar bulanık bir leke olarak görebilir. Bulanık lekeler, parlak, beyaz noktalar dönüşebilir kadar ileri veya geri taşıyın. Parlak ve lekeler yuvarlak, resim kalitesi daha iyi. Hem görünür kadar noktalar yerleştirin. Kamera ekranın ortasına noktalar getirmek joystick üzerinde küçük tekerleğini kullanın.
  11. (Adım 2.8) iki satır sürekli bir çizgi oluşturacak doğrulayın. Optik disk kamera ekranında merkezli ve iki parlak, beyaz noktalar ile çevrili. Joystick üstüne düğmeye ateş ederek retina fotoğraf çekme.
  12. Bilgisayar ekranının sağ alt köşesinde "Çalışma Tamamlandı" butonuna basarak fotoğraf kaydedin. Çalışmayı tamamlayan otomatik olarak bir harita fotoğraf kaydetmek ve çalışma kapanacak.

Retina Fotoğrafın 3. Analiz

  1. Ölçüm ile ölçek oranının belirlenmesimakula (fovea) merkezi arasındaki mesafeyi ve optik diskin merkezini (kör nokta) uring. Anatomik olarak bu mesafe 4.500 um olması ya da bunun, yaklaşık 1800 um olmak üzere, optik diskin çapının 2.5x belirlenir. Mesafe piksel cinsinden ölçülür olun. Makula ve kör nokta arasındaki (piksel) mesafelerine göre 4500 bölerek ölçek oranını hesaplayın.
  2. Retina damar analizi yazılımı "IVAN" açın.
    NOT: Yazılım Madison Wisconsin Üniversitesi'nde oluşturulur. IVAN kullanımı ile ilgili detaylı bilgiler kılavuzda alınır.
  3. Ölçek oranında doldurun ve yapılandırması ile devam.
  4. Üç sarı halkalar retina fotoğrafta göründüğünü doğrulayın. Ölçek oranı iç çemberin yarıçapını belirler ve optik diski çevreler. Iç halkanın orta noktası optik diskin orta noktasında olduğunu doğrulayın. Eğer durum bu değilse, ayarlayınimleç tuşlarını kullanarak dairenin konumu. Orta ve dış çemberlerinin yarıçapları 2x ve sırasıyla iç çemberin yarıçapı daha büyük 3x. Bu şekilde, A ve B bölgeleri optik diskten sabit bir mesafede oluşturulur.
  5. Retina görüntü fotoğrafın merkezinde optik disk olup olmadığını kontrol edin. Bu bölge B görüntünün keskin bir odak sağlar ve bu sınıflandırma işlemi (Şekil 4A) kolaylaştıracaktır.
  6. Yazılım otomatik kan damarlarını algılar ve venüller (Şekil 4B) olarak bu gemileri atar gözlemleyin.
  7. Fizyolojik farklılıklara dayanarak arteriyoller ve venüller damarları ayırt. Arteriyoller kırmızı belirtilen ve mavi (Şekil 4C) olarak Venüller edilecektir. Her bir damarı tanımlamak için aşağıdaki yönergeleri kullanın:
    1. Damar rengini belirleyin. Arteriyoller güçlü bir merkezi ışık yansıması ile hafif turuncu-kırmızı renge sahiptir. Damarlar mor koyu varaz veya hiç santral ışık refleksi ile -kırmızı renk.
    2. Kabın rotası belirler. Arteriyoller hatlarıyla daha düz ve pürüzsüz olma eğilimindedir; Onlar yolu ve anahat hem de daha düzenli. Venüller genellikle daha dolambaçlı ve anahat ve çapı daha düzensizdir. Venüller gelen arteriyollerdeki daha disk kenarda çapı geniştir.
    3. Yukarıdaki açıklama kabın bakarak gemi belirlenmesi. Prensip olarak, venüller ile alternatif arteriyolleri. Ayrı bir venül ölçülür, bu nedenle, bir sonraki kabı bir arteriol olması daha olasıdır.
    4. Geçiş desen tanımlayın. Genel bir kural olarak, arteriol arteriyolleri geçmezler ve venüller venüllerdir geçmeyin. Kimliği bilinmeyen bir gemi Bölge B venöz içinde şube veya uzak geçerse, o zaman bilinmeyen damar bir arteriyol olduğunu. O Bölge B bir arteriolar içinde şube veya uzak geçerse, o zaman bir venül olduğunu.
    5. Onları takip ederek küçük dalları tespit proximallonların bir ana damar dallanma y, kimliği ilk iki kılavuzların itibaren belirgin olabilir. Geçişleri ve dallanması ayırt damarları arasındaki açıları kullanın.
      NOT: Geçişleri neredeyse dik (90 °) ya da iki gemi paralel Akan ise, sınır kapısının açısı çok sığ olabilir sık ​​sık (en az 30 °). Dallarının süresi (30 ° ila 45 ° arasındaki iki kolu arasında açı ile) dik açıdan biraz daha düşüktür.
    6. Sınıflandırma bölümü içinde geminin tam uzunlukta seçin. Seçilen geminin standart sapma 10. Küçük standart sapma değerini aşan iyi bir ölçüm işaret olmadığından emin olun.
  8. Yazılım kendisi tarafından seçilen değil gemileri seçmek için yazılım araçlarını kullanın. Aynı kurallar otomatik olarak yazılım tarafından seçilen gemilerin olarak bu gemiler için geçerlidir.
  9. Belirleyin Santral Retina Arterioler ve venülar Eşdeğer (CRAEve CRVE) otomatik IVAN içinde.
  10. Parr ve Hubbard 28 revize formülleri kullanarak kendi dallanma kızı damarlardan Crae ve CRVE hesaplayın.
    NOT: ampirik olarak türetilmiş dallanma katsayılı gövdeleri ve dalları arasındaki ilişki, damar eşdeğerleri yaklaştığı iki formüller aşağıda verilmiştir. IVAN Crae ve CRVE hesaplamak için altı büyük arteriol ve venüllerdir kullanır. Formüller merkezi arterioler (veya venüler) damar eşdeğeri elde edilinceye kadar büyük altı arteriyolleri (veya venüllerdir) eşleştirmek için iteratif bir prosedür uygulanır.
    Arteriyoller: Denklem 1 (1)
    Venüller: Denklem 2 (2)
    burada w 1, 2, w ve W ile, dar dal, daha geniş bir dal ve ana gövde genişliği vardır.
    NOT: tha varsayalımAltı en arteriyoller 120, 110, 100, 90, 80 ve 70 mm genişliğinde olan bir retina fotoğrafta t. Denklem (1) içine 120 ve 70 koyun yanı ilk yineleme sonra 110 ve 80, 100 ve 90. olmak üzere üç değer vardır: 122.2, 120.0, 118.4 ve. 149,8 verimli, 122,2 ve 118,4 eşleştirme tarafından bir sonraki yineleme gerçekleştirin. Son yineleme için orta sayı (120,0) üzerinde taşır. Çifti 149.8 ve 120.0 Crae için 168,7 verim.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

CRAE ve CRVE Tespiti Tekrarlanabilirlik

22-56 yaşında ve klinik tanısı kardiyovasküler hastalıklardan ari arasındaki 61 bireylerin bir panel teknik tekrarlanabilirlik ve Eşdeğer Santral Retina arteriolar (CRAE) ve Merkez Retina venülar Eşdeğeri (CRVE) tespitler dahilinde-değerlendirici değişkenliği incelemek için işe alındı. Her bir bireyin sağ göz fundus (Şekil 1 ve 2) bir retina kamera kullanarak 5 dakikalık bir süre içinde iki kez fotoğraflandı. Bu işlem, yaklaşık günün aynı zamanda, takip eden 4 gün yapıldı. Standart Crae sapma ve 5 dakikalık süre içinde çekilen resimlerin CRVE ± varyasyon ortalama katsayıları sırasıyla 1.76 ± 1.71 ve 1.51 ± 1.78 idi. CRAE ve CRVE değerlerin ortalaması ± standart sapması sırası ile 151,31 ± 13,53 ve 18,44 ± 213,20 idi. Anlamlı difKonferansları Crae gözlendi ve CRVE değerlerinin birbirini takip eden 4 gün aldı.

Sağ göz ve CRAE CRVE değerleri günlük bir CRAE ve CRVE değerine ortalaması alınmıştır. Daha sonra, ölçümlerin tekrarlanabilirlik sınıf içi korelasyon katsayısı (ICC), bir popülasyonda tekrarlanan ölçümlerin tekrarlanabilirliği açıklar 0 ve 1 ile sınırlanan bir boyutsuz istatistiğinin ile değerlendirildi. Ölçümler, tek bir değerlendirici tarafından yapılmıştır. Dolayısıyla, tek yönlü rassal etkiler modeli içinde-değerlendirici değişkenliği 29 tahmin izin verdi. Ve 0,898 (% 95 CI: 0.854, 0.932) sırasıyla Crae ve CRVE için: ICC 0.919 (0.883, 0.946,% 95 CI) idi. Bu ICC değerleri de klinik olarak anlamlı olarak kabul edilir 0.6 eşik ve tahminler güvenilirliği 30 "neredeyse mükemmel" olarak geniş kategori içinde hem sonbahar üzerindedir.

Panel Çalışma Partikül Hava P Etkisi Soruşturmaollution

Çalışma Ocak 2012 ile Mayıs 2012 tarihleri ​​arasında gerçekleştirilen ve 84 birey dahil edildi. Katılımcılar 22-63 yaş öncesi ve çalışma süresince klinik tanı kardiyovasküler hastalıklardan ari idi. Sağ gözünün fundus bir fotoğraf üç ayrı sınav gün, her bir retina kamera kullanılarak alınmıştır. Okuyucu hava kirliliği verileri 24 toplanmıştır hakkında ayrıntılı bilgi için Louwies ve işbirlikçilerinin kağıt denir. Çalışma döneminin sırasında, ortam PM 10 ve M.Ö. düzeyleri nedeniyle Doğu Avrupa'dan gelen kirli havanın batıya atmosferik taşıma Belçika'da yüksek idi. Bu bir zaman atlamalı video (Ek bilgi) görüntülenmiştir. Hava kirliliği konsantrasyonları retina sınavı önceki 2, 4 ve 6 saat boyunca her katılımcıya tahsis edildi. Hava kirliliği düzeyleri retina ex zamana kadar gece yarısı gelen klinik ziyaret gününde hesaplandıduyuyorum. Hava kirliliği seviyeleri de önceki gün için atanmış ve iki gün retina sınav öncesi yapılmıştır. Bu konsantrasyonlar olarak özetlenmiştir: lag2h, lag4h, lag6h, gecikme 24 saat, ve 2d gerisindedir. Kirletici özgü, karma modeller kullanılarak etki-tepki analizi yapıldı. Bu analiz ayrıntıları orijinal yayın 24 bulunabilir. Crae ve hava kirliliği konsantrasyonları arasında ters bir ilişki vardı klinik muayene öncesi saatlik ve günlük maruziyet pencerelerde (PM 10 ve M.Ö. konsantrasyonları olarak ölçülür). 0.93 mikron Crae azalma (% 95 CI: -1.42, -0.45, p = 0.0003) 24 saat sınavını önceki (Şekil 3) sırasında ortalama PM 10 her 10 ug / m³ artış gözlendi. 10 konsantrasyonları önceki 2 gün boyunca ortalama kısa saatlik PM 10 pozlama pencereleri ve PM de CRAE değerlerinde belirgin bir azalma göstermiştir. 1,84 μ arasında Crae azalmam (% 95 GA: -3.18, -0.51, p = 0.008), aynı zamanda sınavdan önce M.Ö. 24 saat içinde her 1 g / m³ artış bulunmuştur. Önemli bir ek dernekler Crae ve diğer hesaplanan M.Ö. pozlama pencerelerinin arasında gözlenmiştir. 0.86 mikron CRVE azalma (% 95 CI: -1.42, -0.30, p = 0.004) retina resim çekilmeden önce 24 saat maruz pencerede PM 10 her 10 ug / m³ artış gözlendi. Kısa pozlama pencereleri ortaya ek önemli etkiler (Şekil 3). Sınavdan önce 24 saat boyunca CRVE ve M.Ö. maruz kalma arasında negatif bir ilişki gözlenmiştir. Ancak, etkisi istatistiksel anlamlılık düzeyine ulaşamamıştır (-1.18 mikron;% 95 CI: -3.11, 0.75, p = 0.23).

Şekil 1Bir retina kamera r /> Şekil 1. Retina resim ve örnek. sağlıklı gönüllü (Sol) ve olmayan bir midriatik dijital retina kamera (Sağ) bir resmin sağ gözün retina fundus resmi Açıklamalı. görmek için buraya tıklayınız Bu rakamın büyük bir versiyonu.

Şekil 2
IVAN yazılım Şekil 2. ekran görüntüsü. IVAN yazılımı ile işlenen bir resmin örneği. Yazılım damarsal tanımlar ve çapları hesaplar. Operatör sonuçları denetler ve (kırmızı ile gösterilen) arterleri ve venüllerdir (mavi ile gösterilmiştir) tanımlar. CRAE ve CRVE sonra otomatik olarak hesaplanır. Bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 3,
Hava kirliliği ve retina damar kalibreler arasındaki Şekil 3. Derneği. PM 10 (Sol) bir 10 ug / m³ artış veya M.Ö. 1-ug / m³ artış ile birlikte ortalama Crae ve CRVE (% 95 CI), Tahmini değişiklik (Sağ) farklı pozlama için kalıyor. Veri 84 kişilik bir panel elde edilmiştir. , bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 4
Şekil 4.904 / 51904fig4highres.jpg "target =" _blank "> Bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Ek bir video. Panel çalışma sırasında hava kirliliği konsantrasyonlarının zaman atlamalı video.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Retina görüntü analizi epidemiyolojik çalışmalarda mikrovasküler yanıtları incelemek için uygun bir araç olarak önerilmiştir. Operatör deneyimli olduğunda, bir fundus resim çekmek için en az 5 dakika sürer. Ayrıca, mikrodolaşımı görselleştirmek için bu göze batmayan prosedür yaşlılık erken yaş up katılımcılar için kullanılabilir.

Edebiyat retina damar morfolojik değişimler arasındaki derneklere göre artıyor ve değiştirilebilir yaşam tarzı ve çevresel risk (örneğin damar kalibre değişikliği, geometrik desen, vb) 15,16 faktörleri. Deneysel ve epidemiyolojik çalışmalar, kısa vadeli ve uzun vadeli hava kirliliğine maruziyetin kuvvetle kardiyovasküler morbidite ve mortalite ile ilişkili olduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, retina dibi fotoğraf gibi bir uygun tekniğin hava kirletici maddeler tarafından indüklenebilir mikro dolaşım etkilerinin araştırılması için çok az kullanılmıştır.

jove_content "> Bu video protokol açıklanmıştır yüksek kaliteli bir fundus resim elde etmek için gerekli olan, farklı aşamaları. Daha sonra, yöntem, arteryolar ve venüler kalibre ölçümleri ve daha özel olarak ise Merkezi Retina Arterioler eşdeğeri (Crae) elde etmek için verilmiştir ve Santral Retina venülar Eşdeğeri (CRVE) 13,28. tekrarlanan ölçümler analiz sonuçları Crae ve CRVE için içi gözlemci sonuçları dört gün bir süre içinde alınmış resimler için son derece tekrarlanabilir olduğunu göstermiştir. Bu bulgular doğrultusunda vardır McCanna ve arkadaşları tarafından bildirilen son gözlemler. ikincisi Yazarlar CRAE ve CRVE değerleri bir aylık bir süre zarfında kararlı olduğu bildirildi. Onlar 0.9 Çalışma ziyaretleri çiftleri için korelasyon rapor ve korelasyon zaman aralığının artan uzunluğu ile hafifçe geriledi 31.

Daha sonra, r sağlıklı yetişkin bir panel çalışmada gösterilmektediretinal mikrosirkülasyon partikül madde hava kirliliği hızla yanıt verebilir. Daha spesifik olarak, PM 10 ve M.Ö. artan bir kısa-süreli maruz kalma ile ilgilidir Crae bir düşüş 24 bildirilmiştir. Retina arteriyollerin daralması kardiyovasküler hastalığı ve kardiyovasküler mortalite 32-35 riskini tahmin etmek için bir proxy. Retina mikrovasküler hava kirliliğinin kardiyovasküler etkilerini araştırmak için kullanılabilir düşünülmüştür. Bu bağlamda, Adar ve arkadaşları MESA kohort 21 bir kesit analizinde insan retinal mikrovasküler hava kirliliğinin kısa vadeli etkileri konusunda ilk kez bildirilmektedir. Louwies ve diğerleri tarafından mikrovasküler değişir. (2013) ve ark Adar bulunanlar tamamlar. (2010). Önceki gün ortalama PM 2,5 9-ug / m³ artış başına: (-0.8, -0.04% 95 CI) ikincisi Yazarlar Crae bir 0.4 mikron-azalma bildirdi. Tekrarlanan ölçümlere dayanarak,. (% 95 CI: -1.61, -0.61) Louwies ve arkadaşları (2013) -1.2 mikron bir tahminini bildirdi ve büyük etki büyüklüğü nedeniyle bu panel çalışmada AM ve M.Ö. maruziyet yüksek konsantrasyonlarda varyasyon olabileceği ileri sürülmektedir 24.

Akciğer iltihabı ve düşük-dereceli sistemik inflamasyon hava kirliliği 36 maruz kalma ile ilişkilidir. Sistemik inflamasyon ayrıca endotel disfonksiyonu 37,38 ile bağlantılı olmuştur. Bu işlem, retinal kan damarlarının 39 reaktivitesini etkileyebilir. Bu inflamatuar yanıtlar arterioler kalibre daralma yansıması olabilir değişmiş endotel aktivitesi, neden olduğu varsayılır. Panel çalışmanın bulguları PM 10 maruz ters tüm saatlik pozlama pencereleri sırasında Crae ile ilişkili olduğu, bu az 24 saat bir zaman diliminde meydana düşündürmektedir. Gözlemler hava anket bilinen etkisi ile uyumlu olansağlığı üzerinde ution. Hava kirleticilerin zirve seviyelerine maruz kalma ile kısa süreli hayvan çalışmaları mikrovasküler 40,41 etkilenebilir ortaya koymuştur. Ayrıca, kontrollü bir ortamda insan müdahalesi çalışmalar endotel fonksiyonu dizel egzoz 42,43 maruz kalması üzerine engelli olduğunu göstermiştir.

Sonuç olarak, pek çok gelişimsel ve anatomik benzerlikler retinal kan damarları ve kalp, akciğerler mikrovaskülatur ve beyin 10 arasında var. Bu nedenle, retinal kan damar sistemik mikro dolaşımı için bir vekil doku olarak kabul edilir. Retinal kan damarlarındaki bir değişiklik kardiyovasküler hastalık gelişimi için değerli bir belirteç olabilir. Retina görüntülerin uygun ve göze batmayan analizi şimdi kardiyovasküler epidemiyoloji odaklanarak toplum tabanlı çalışmalar için yararlı olarak kabul edilir. Daha fazla araştırma grupları teşvik etmelidir Bu protokol kağıt mikrovasküler ef incelemek için fundus fotoğrafı kullanmak içinçevresel ve yaşam tarzı faktörlerinin kilerinin.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar hiçbir gerçek ya da potansiyel rakip mali çıkarları var beyan.

Acknowledgments

Hava kirliliğini partiküler mikrovasküler yanıtı hakkında sonuçlar Environmental Health Perspectives 24 izni ile yeniden oluşturulur. Valide meteorolojik ve hava kalitesi verileri nazik Belçika Kraliyet Meteoroloji Enstitüsü ve Flaman Çevre Ajansı tarafından sağlanmıştır. Retina görüntü analiz yazılımı N. Ferrier (Mühendislik Madison Okulu ve fundus Fotoğraf Okuma Merkezi, Göz Hastalıkları Anabilim Dalı ve Görsel Bilimler, Wisconsin-Madison Üniversitesi'nden) elde edilmiştir. Tijs Louwies ve Eline Provost bir VITO bursu ile desteklenmektedir. Eline Provost Flaman Bilimsel Fonu bir aday araştırma bursu tutar. Tim S. Nawrot bir Avrupa Araştırma Konseyi başlangıç ​​hibe sahibidir.

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
 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Clough, G., Cracowski, J. L. Spotlight Issue: Microcirculation-From a Clinical Perspective. Microcirculation. 19, 1-4 (2012).
  2. Tsai, A. G., Johnson, P. C., Intaglietta, M. Oxygen gradients in the microcirculation. Physiological Reviews. 83, 933-963 (2003).
  3. 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).
  4. Abramoff, M. D., Garvin, M. K., Sonka, M. Retinal imaging and image analysis. IEEE reviews in biomedical engineering. 3, 169-208 (2010).
  5. Tielsch, J. M., et al. A population-based evaluation of glaucoma screening-the Baltimore eye survey. American Journal of Epidemiology. 134, 1102-1110 (1991).
  6. 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).
  7. De Silva, D. A., et al. Associations of retinal microvascular signs and intracranial large artery disease. Stroke. 42, 812-814 (2011).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. McGeechan, K., Liew, G., Wong, T. Y. Are retinal examinations useful in assessing cardiovascular risk. Am J Hypertens. 21, 847 (2008).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Serre, K., Sasongko, M. B. Modifiable Lifestyle and Environmental Risk Factors Affecting the Retinal Microcirculation. Microcirculation. 19, 29-36 (2012).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. Harris, B., et al. The association of systemic microvascular changes with lung function and lung density: a cross-sectional study. PloS one. 7, (2012).
  24. 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).
  25. Barrett, J. R. Particulate Matter and Cardiovascular Disease Researchers Turn an Eye toward Microvascular Changes. Environmental Health Perspectives. 121, (2013).
  26. 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).
  27. 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).
  28. Knudtson, M. D., et al. Revised formulas for summarizing retinal vessel diameters. Current Eye Research. 27, 143-149 (2003).
  29. Shrout, P. E., Fleiss, J. L. Intraclass correlations: uses in assessing rater reliability. Psychological bulletin. 86, 420-428 (1979).
  30. Landis, J. R., Koch, G. G. The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics. 33, 159-174 (1977).
  31. McCanna, C. D., et al. Variability of measurement of retinal vessel diameters. Ophthalmic epidemiology. 20, 392-401 (2013).
  32. Cheung, N., et al. Arterial compliance and retinal vascular caliber in cerebrovascular disease. Annals of Neurology. 62, 618-624 (2007).
  33. Wong, T. Y., et al. Retinal microvascular abnormalities and incident stroke: the atherosclerosis risk in communities study. Lancet. 358, 1134-1140 (2001).
  34. 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).
  35. 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).
  36. Hoffmann, B., et al. Chronic Residential Exposure to Particulate Matter Air Pollution and Systemic Inflammatory Markers. Environmental Health Perspectives. 117, 1302-1308 (2009).
  37. Hingorani, A. D., et al. Acute systemic inflammation impairs endothelium-dependent dilatation in humans. Circulation. 102, 994-999 (2000).
  38. Huang, A. L., Vita, J. A. Effects of systemic inflammation on endothelium-dependent vasodilation. Trends in Cardiovascular Medicine. 16, 15-20 (2006).
  39. Nguyen, T. T., et al. Flicker light-induced retinal vasodilation in diabetes and diabetic retinopathy. Diabetes Care. 32, 2075-2080 (2009).
  40. 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).
  41. Nurkiewicz, T. R., et al. Systemic microvascular dysfunction and inflammation after pulmonary particulate matter exposure. Environmental Health Perspectives. 114, 412-419 (2006).
  42. Barath, S., et al. Impaired vascular function after exposure to diesel exhaust generated at urban transient running conditions. Particle and Fibre Toxicology. 7, (2010).
  43. 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).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics