Retinografia colorida como uma ferramenta conveniente para estudar as respostas microvasculares a doenças cardiovasculares Fatores de Risco em estudos epidemiológicos

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Summary

Análise de imagem da retina é um processo discreto para a visualização da microcirculação. O impacto dos fatores de risco para doença cardiovascular podem resultar em mudanças de calibres dos vasos da retina. Os procedimentos para a aquisição de imagens de fundo de olho e os passos para o cálculo do navio calibres são descritos.

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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).

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Abstract

A microcirculação é composta por vasos sanguíneos com diâmetro inferior a 150 m. Faz-se uma grande parte do sistema circulatório e desempenha um papel importante na manutenção da saúde cardiovascular. A retina é um tecido que reveste o interior do olho e que é o único tecido que permite uma análise não invasiva da microvasculatura. Hoje em dia, as imagens de fundo de olho de alta qualidade podem ser adquiridos por meio de câmeras digitais. Imagens da retina podem ser recolhidos em 5 minutos ou menos, mesmo sem dilatação das pupilas. Este procedimento discreto e rápido para a visualização da microcirculação é atraente para aplicar em estudos epidemiológicos e para monitorar a saúde cardiovascular de idade se cedo para a velhice.

Doenças sistêmicas que afetam a circulação pode resultar em alterações morfológicas progressivas na vasculatura retiniana. Por exemplo, alterações nos calibres dos vasos das artérias e veias da retina têm sido associados com a hipertensão, atheroesclerose, e aumento do risco de acidente vascular cerebral e infarto do miocárdio. As larguras dos vasos são derivados utilizando o software de análise de imagens e a largura dos seis maiores artérias e veias são resumidos na central da retina arteriolar Equivalente (CRAE) e o equivalente central da retina venular (CRVE). Os últimos recursos têm-se mostrado útil para estudar o impacto do estilo de vida modificáveis ​​e fatores de risco para doenças cardiovasculares ambientais.

Os procedimentos para a aquisição de imagens de fundo de olho e as etapas de análise para obter CRAE e CRVE são descritos. Os coeficientes de variação das medidas repetidas de CRAE e CRVE são menos de 2% e dentro de avaliadores confiabilidade é muito alto. Usando um estudo de painel, a resposta rápida dos calibres dos vasos da retina a mudanças de curto prazo na poluição do ar por partículas, um conhecido fator de risco para mortalidade e morbidade cardiovascular, é relatado. Em conclusão, a imagem da retina é proposto como uma ferramenta conveniente e instrumental para studie epidemiológicas para estudar as respostas microvasculares a fatores de risco para doenças cardiovasculares.

Introduction

A microcirculação é composta por vasos sanguíneos com diâmetro inferior a 150 fim e inclui artérias menores de resistência, arteríolas, capilares e vênulas. Estes navios fazem-se uma grande parte do sistema circulatório e desempenham um papel importante na manutenção da saúde cardiovascular. O diâmetro do vaso de 150 um é um fisiológico e um limite físico. As propriedades reológicas dos vasos com um diâmetro inferior a 150 um diferem das grandes artérias. Além disso, a maior parte das alterações da resistência de auto-regulação ocorrer a jusante de 150 um em leitos vasculares que exibem auto-regulação do fluxo sanguíneo 1. A microcirculação tem duas importantes funções. A função principal é fornecer células com oxigênio e substratos metabólicos, a fim de atender à demanda dos tecidos e para drenar os resíduos e dióxido de carbono. Alterações no número de navios taxas e os padrões de fluxo microvascular reduz a área de superfície de câmbio efectiva e pode LEAd para perfusão tecidual abaixo do ideal e um fracasso para atender à demanda metabólica 2. Além disso, a pressão hidrostática cai dentro do leito vascular, e da microcirculação desempenha um papel na regulação da resistência periférica total 3.

A retina é um tecido em camadas que revestem o interior do olho. A sua função principal é a de converter a luz de entrada num sinal neuronal que é adicionalmente propagada para o córtex visual para o processamento de informações visuais. A função da retina é a ver o mundo exterior e todas as estruturas oculares envolvidas neste processo são opticamente transparentes. Isso faz com que o tecido da retina acessível para imagem não invasiva da microvasculatura 4. Imagem da retina está a ser utilizado para a identificação de doenças do olho. Por exemplo, uma forma avançada de degeneração macular pode conduzir a perda de visão devido a um crescimento anormal dos vasos sanguíneos para a mácula. Estes vasos sanguíneos tendem a ser mais permeáveis ​​e sujeitos à sangrandog e o extravasamento do sangue e proteínas dentro ou abaixo da retina. Os últimos eventos são responsáveis ​​pela lesão irreversível dos fotorreceptores. Desenvolvimento do glaucoma se correlaciona com uma danificação de células ganglionares e seus axónios. O efeito deste processo conduz a escavação do disco óptico, que pode ser observado em imagens da retina 5. A retinopatia diabética é causada pela hiperglicemia, que leva a danos nas paredes dos vasos da retina. Isto pode resultar em isquemia, o crescimento de novos vasos sanguíneos e uma mudança na geometria da rede vascular. Além disso, a barreira hemato-retiniana pode estar sujeito a decomposição, fazendo com que o vazamento dos capilares e aneurismas 6 hiperpermeável dilatados.

Microvasculatura retiniana mostra homologia com os leitos microvasculares encontradas no coração, pulmões, cérebro e 7. Fica estabelecido que as doenças sistêmicas que afetam a microcirculação do cérebro pode causar alterações paralelas na retina. Arteriolar narrowing e reforçada luz arteriolar reflexo da retina está associado a anormalidades nos vasos, lesões de substância branca e lacunoso que são causadas por doença dos pequenos vasos cerebral 8. Uma relação significativa foi descoberta entre mais estreitos vênulas retinianas, uma rede microvascular da retina alterada ea ocorrência de doença de Alzheimer. Sugere-se que os cérebros de pacientes têm um microvasculatura cerebral alterado que também é observável na retina 9.

As evidências também está aumentando sobre a correlação entre as alterações vasculares da retina e 10,11 doença coronária. A relação entre o diâmetro das artérias e das veias da retina da retina (A / V) tem sido demonstrado ser sensível a um proxy reflecte a hipertensão e aterosclerose 12. Um estreitamento das artérias e alargamento das veias, levando a uma relação de A / V diminuiu, corrobora risco de acidente vascular cerebral e infarto do miocárdio 13. A hipertensão pode causar directaisquemia da retina e infartos retinianos que se tornam visíveis como manchas de algodão e profundas da retina manchas brancas 14. Serre e Sasongko resumiu recentemente a literatura e concluíram que a exposição ao estilo de vida e fatores de risco ambientais (por exemplo, dieta, atividade física, tabagismo e poluição do ar) pode induzir alterações morfológicas no leito microvascular da retina 15. É importante notar que estas alterações na retina tem sido associado com factores de risco cardiovasculares, mesmo antes que as manifestações clínicas de doenças 16.

Aumentos significativos na incidência de morbidade e mortalidade cardiovascular têm sido atribuídas a longo e exposições de curto prazo às partículas de poluição do ar 17,18. A pesquisa indica que a matéria particulada (PM), uma fracção importante de poluição do ar, contribui para o desenvolvimento de doenças cardiovasculares e induz eventos cardiovasculares 19,20. Um comprometimento da função deo leito microvascular é pensado para ter um papel nas associações observadas. A este respeito, uma associação entre a exposição à poluição do ar e estreitamento arteriolar na retina tem sido relatada por Adar e colegas 21. O calibre arteriolar da retina foi mais estreito e calibre venular foi maior entre os 4.607 participantes do Estudo Multi-Étnico da Aterosclerose (MESA) que viviam em áreas de exposição aumentou de longo e de curto prazo para PM importa 2,5 (partículas ≤ 2,5 um em diâmetro) 21. Inflamação sistêmica causada pela exposição à poluição do ar crônica pode resultar em diâmetros venulares mais amplas 22. Isto corrobora os estudos que relatam o impacto do tabagismo sobre a cama microvascular da retina 23. Um recente relatório de publicação sobre a associação entre exposição à poluição do ar de curto prazo e alterações microvasculares em adultos saudáveis ​​(22-63 anos de idade) medidos com retinografia colorida da retina 24. Um aumense no PM (partículas ≤ 10 m de diâmetro) 10 e BC (o carbono negro, um subproduto da combustão que pode ser usado como um substituto para o diesel escape relacionada com o tráfego) foi associado com uma diminuição no calibre arteriolar 24,25.

Neste protocolo de vídeo científico, os procedimentos são descritos para coletar imagens fundo do olho, para realizar a análise de imagem para obter arteríolas e vasos venular calibres, e para calcular Central Retinal arteriolar equivalente (CRAE) e Central Retinal venulares equivalente (CRVE). Imagem da retina está ganhando cada vez mais atenção, porque a retina é o único tecido que permite uma análise discreta da microcirculação e as imagens podem ser coletadas a partir de tenra idade até a velhice 26,27. CRAE e CRVE parecem ser parâmetros sensíveis que refletem o impacto do estilo de vida modificáveis ​​e fatores de risco para doenças cardiovasculares ambientais sobre a microcirculação. No manuscrito, a repetibilidadeda análise de vasos é demonstrada. Além disso, a aplicabilidade da análise microcirculação retiniana em estudos epidemiológicos é mostrado por resumir nossos resultados obtidos em um projeto de medidas repetidas com um foco sobre o impacto das partículas de poluição do ar 24.

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Protocol

O Conselho de Ética da Universidade de Hasselt e Hospital Universitário de Antuérpia aprovou os estudos. Os participantes deram o seu consentimento informado por escrito para participar.

1 Configuração do Instrumento

  1. Remover os escudos de protecção preto a partir da câmara digital e da retina do bloco principal do aparelho.
  2. Abra o compartimento da bateria e coloque a bateria na câmera. Não desligue o cabo de ligação da bateria e da unidade principal.
  3. Parafuso a câmera na unidade principal e ligar os dois fios. Ligue a unidade principal para a rede elétrica e ao computador com o cabo USB fornecido.
  4. Inicie a unidade principal, alternando o botão on / off para "on". Comece a câmera, alternando o botão on / off para "on".
  5. Inicie o computador. Isso irá evitar erros de conexão entre a unidade principal eo computador.

2. Capturing Photograph

  1. Inicie o Retinal ImagiSoftware de Controle ng (e preencha a senha necessária). O software é uma parte da câmara digital de retina (ver tabela materiais de ligação).
  2. Inicie o estudo, clicando no ícone "Study" na parte superior esquerda da tela. Para um novo paciente, preencher todos os detalhes, tais como identificação do paciente, nome do paciente, data de nascimento, etc Se o paciente já está no sistema, preencher o "ID do paciente" e usar o "Pesquisar lista história". Dê um duplo clique sobre o nome do paciente para iniciar o estudo.
  3. Peça ao paciente para ter um assento diante da câmera, coloque o seu / o queixo sobre o resto do queixo e testa contra o resto testa e "travar" a cabeça para tirar uma fotografia.
  4. Peça ao paciente para olhar diretamente para a lente da câmera. Mova a câmera na (XY) plano horizontal para o olho direito ou esquerdo.
  5. Use o resto do queixo para posicionar a córnea do paciente dentro dos dois círculos que aparecem no visor da câmera. Afinarusando a roda no joystick.
  6. Mova a câmera para a frente, para trás e para os lados no plano XY, a fim de posicionar a pupila do paciente dentro dos círculos. Certifique-se que o aluno forma um círculo contínuo. Ao fazê-lo, a íris do doente vai ser dividido em duas partes.
  7. Use o "gatilho de volta" no joystick para alternar entre a córnea à retina. Nesta fase, o paciente deve observar uma luz verde. Peça ao paciente para olhar para a luz verde.
  8. Foque a câmara, alinhando as duas linhas que aparecem quando a roda na base do joystick é girado. Gire o volante até que as duas linhas formam uma linha contínua.
  9. Use a luz verde para colocar o olho na posição ideal para uma fotografia. Se necessário, mova a luz usando os botões de seta no lado direito da câmera. Posicionar a luz verde de uma forma que o disco óptico é centrado no visor da câmera.
  10. Pesquisar por duas manchas brancas que apareceram após switching a retina (no passo 2.7). Para encontrar os pontos, mova o aparelho no plano XY. As manchas são visíveis como uma mancha desfocada. Mova a unidade para a frente ou para trás até que as manchas borradas transformar em luminosos, manchas brancas. Quanto mais brilhante e mais redondo os pontos, melhor a qualidade da imagem é. Posicione os pontos até que ambos são visíveis. Use a roda pouco no joystick para trazer os pontos para o meio do visor da câmera.
  11. Confirmar que as duas linhas (a partir do passo 2.8) formar uma linha contínua. O disco óptico é centralizado no visor da câmera e é ladeado por dois brilhantes, manchas brancas. Tire a fotografia da retina por disparar o botão na parte superior do joystick.
  12. Salve a fotografia pressionando o botão "estudo completo" no canto inferior direito da tela do computador. Completando o estudo irá automaticamente salvar as fotos em um mapa e fechar o estudo.

3 Análise de fotografia da retina

  1. Determinar a proporção de escala por measurante a distância entre o centro da mácula (fóvea) e o centro do disco óptico (ponto cego). Anatomicamente esta distância é determinada como sendo de 4,500 m ou 2,5x o diâmetro do disco óptico, sendo esta última cerca de 1,800 ^ m. Verifique se a distância é medida em pixels. Calcule a proporção de escala, dividindo 4500 por a distância (em pixels) entre a mácula e ponto cego.
  2. Abra o software de análise de vasos da retina "IVAN".
    NOTA: O software é criado na Universidade de Wisconsin em Madison. Informações detalhadas sobre o uso de IVAN é retirado do manual.
  3. Preencha a proporção de escala e prossiga até a configuração.
  4. Verifique se três anéis amarelos aparecem na fotografia da retina. A proporção de escala determina o raio do círculo interior e inclui o disco óptico. Verificar que o ponto médio do anel interior está ligado ao ponto médio do disco óptico. Se este não for o caso, ajuste olocalização do círculo usando as teclas do cursor. Os raios dos círculos média e externa são 2x e 3x maior do que o raio do círculo, respectivamente. Deste modo, as zonas A e B são criadas a uma distância fixa a partir do disco óptico.
  5. Verificar que a imagem da retina tem o disco óptico no centro da fotografia. Isto assegura uma focagem nítida da imagem na zona B e isso vai facilitar o processo de classificação (Figura 4A).
  6. Observe que o software detecta automaticamente os vasos sanguíneos e atribui esses vasos como vênulas (Figura 4B).
  7. Distinguir os navios entre arteríolas e vênulas com base nas diferenças fisiológicas. Arteríolas será indicado em vermelho e em azul vênulas (Figura 4C). Use as seguintes diretrizes para identificar cada embarcação:
    1. Determinar a cor do navio. As arteríolas têm uma cor vermelho-alaranjada mais leve, com uma luz forte reflexão central. Veias têm mais escuro roxocor -red com pouca ou nenhuma luz reflexo central.
    2. Determinar o rumo do navio. Arteríolas tendem a ser mais reto e mais suave em linhas gerais; eles são mais regulares, tanto caminho e contorno. Vénulas são geralmente mais tortuoso, e mais irregular no contorno e diâmetro. Vênulas são mais amplos de diâmetro na margem do disco do que as arteríolas correspondentes.
    3. Identificar o navio, olhando para a anotação do navio anterior. Em princípio, arteríolas alternam com vênulas. Portanto, se uma vénula distinta é medido, o próximo recipiente é mais provável que seja uma arteríola.
    4. Definir o padrão cruzado. Como regra geral, arteríolas não atravessar arteríolas e vênulas não atravesse vênulas. Se um navio de identidade desconhecida atravessa um ramo venoso dentro ou distal à Zona B, o navio desconhecido é uma arteríola. Se ele cruza um ramo arteriolar dentro ou distal à Zona B, então é uma vênula.
    5. Identificar galhos menores, traçando-los proximaisy a sua ramificação de um vaso-mãe, a identidade do qual pode ser evidente a partir das primeiras duas orientações. Use ângulos entre navios para diferenciar cruzamentos e ramificações.
      NOTA: Cruzamentos são frequentemente quase perpendicular (90 °), ou, se os dois vasos estão correndo em paralelo, o ângulo de cruzamento pode ser muito superficial (menor que 30 °). Ramificações são geralmente um pouco menos do que perpendicularmente (com o ângulo entre os dois ramos a partir de 30 ° a 45 °).
    6. Escolha o comprimento do navio na zona de classificação. Certifique-se de que o desvio padrão do navio seleccionado não exceda o valor de 10. menores desvios padrões indicam uma boa medição.
  8. Utilize as ferramentas de software para selecionar vasos que não foram selecionados pelo próprio software. As mesmas regras se aplicam para essas embarcações como para os vasos selecionados automaticamente pelo software.
  9. Determine Central Retinal arteriolar e venular equivalente (CRAEe CRVE) automaticamente em IVAN.
  10. Calcule o CRAE e CRVE de suas respectivas embarcações filha ramificação usando fórmulas revistas de Parr e Hubbard 28.
    NOTA: A relação entre troncos e galhos, com coeficientes de ramificação derivados empiricamente, é dado na seguinte duas fórmulas para aproximar equivalentes dos vasos. IVAN usa os seis maiores arteríolas e vênulas para o cálculo CRAE e CRVE. As fórmulas são aplicadas em um processo iterativo para emparelhar-se as seis maiores arteríolas (ou vênulas) até o arteriolar central (ou venular) navio equivalente é obtido.
    Arteríolas: Equação 1 (1)
    Vênulas: Equação 2 (2)
    em que w 1, w 2, e W é a largura mais estreita do ramo, o ramo mais amplo, e o tronco principal, respectivamente.
    NOTA: Assuma that em uma fotografia da retina os seis maiores arteríolas são 120, 110, 100, 90, 80, e 70 um de largura. Coloque 120 e 70 na equação (1), assim como 110 e 80, 100 e 90 e depois a primeira iteração existem três valores: 122,2, 120,0, e 118,4. Realize a próxima iteração, emparelhando 122,2 e 118,4, produzindo 149,8. Marcar o número do meio (120,0) para a iteração final. Par 149,8 e 120,0 para produzir 168,7 para CRAE.

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Representative Results

Repetibilidade de CRAE e CRVE Determinação

Um painel de 61 indivíduos entre 22-56 anos de idade e livre de doenças cardiovasculares clinicamente diagnosticados foi recrutado para o estudo de repetibilidade técnica e variabilidade intra-avaliador da Central Retinal arteriolar equivalente (CRAE) e Central Retinal venulares equivalentes (CRVE) determinações. O fundo do olho direito de cada indivíduo foi fotografado duas vezes dentro de um período de tempo de 5 minutos usando uma câmara de retina (Figuras 1 e 2). Este procedimento foi realizado em 4 dias consecutivos, aproximadamente à mesma hora do dia. Os coeficientes de variação médio ± desvio padrão do CRAE e CRVE de fotos tiradas dentro do período de 5 min foram de 1,76 ± 1,71 e 1,78 ± 1,51, respectivamente. Média ± desvio padrão dos valores Crae e CRVE foram 151,31 ± 13,53 e 213,20 ± 18,44, respectivamente. Não dif significativaças foram observados para CRAE e valores CRVE obtido em 4 dias consecutivos.

Crae e CRVE valores do olho direito, foi usada para uma CRAE e CRVE valor por dia. Subsequentemente, repetibilidade das medições foi avaliada por meio do coeficiente de correlação intraclasse (ICC), uma estatística adimensional delimitada por 0 e 1, que descreve a reprodutibilidade das medidas repetidas de uma população. As medições foram realizadas por um único avaliador. Assim, um one-way modelo de efeitos aleatórios permitiu estimar a variabilidade dentro de 29 avaliadores. O ICC (IC 95%: 0.883, 0.946) 0.919 e (IC 95%: 0,854, 0,932) 0,898 para CRAE e CRVE, respectivamente. Estes valores de CCI estão bem acima do limiar de 0,6, o que é considerado clinicamente significativo e as estimativas de ambos caem dentro da categoria geral como sendo "quase perfeita" em termos de fiabilidade 30.

Estudo painel para investigar o efeito de Particulate Air Pollution

O estudo foi realizado entre janeiro de 2012 e maio de 2012 e incluiu 84 indivíduos. Os participantes foram 22 e 63 anos e livres de doenças cardiovasculares clinicamente diagnosticados antes e durante o período do estudo. Uma fotografia do fundo do olho direito foi feita com uma câmera retinal em cada um dos três dias de exame separados. O leitor é remetido para o papel de Louwies e colaboradores para informações detalhadas sobre como os dados de poluição do ar foram coletados 24. Durante o curso do período de estudo, os níveis de PM 10 e BC ambientais foram elevados na Bélgica devido ao transporte atmosférico oeste do ar poluído da Europa Oriental. Este é visualizado em um vídeo de lapso de tempo (informações complementares). Concentração dos poluentes atmosféricos foram atribuídos a cada participante para 2, 4 e 6 horas anteriores ao exame da retina. Níveis de poluição do ar foram calculados no dia da visita clínica de meia-noite até a hora do ex retinasou. Níveis de poluição do ar também foram designados para o dia anterior e, dois dias antes do exame da retina. Estas concentrações são resumidas como: lag2h, lag4h, lag6h, lag 24h, e ficam 2d. Dados por poluentes, análises de exposição-resposta utilizando modelos mistos foi realizada. Detalhes dessas análises podem ser encontrados na publicação original 24. Houve uma associação inversa entre CRAE e concentrações de poluição do ar (medido como PM 10 e BC concentrações) nas janelas de exposição horários e diários antes do exame clínico. Uma diminuição na CRAE de 0,93 um (IC 95%: -1,42, -0,45, p = 0,0003) foi observada para cada aumento / m de 10 mg em média 10 AM durante 24 horas anteriores ao exame (Figura 3). Mais curtos horários PM 10 janelas de exposição e PM 10 concentrações médias ao longo dos últimos dois dias também revelou uma diminuição significativa dos valores Crae. Uma diminuição na CRAE de 1,84 μm (IC 95%: -3,18, -0,51, p = 0,008) também foi encontrada para cada aumento / m³ de 1 mg em BC 24 horas antes do exame. Não foram observadas associações significativas entre CRAE adicionais e as outras janelas de exposição BC calculados. Uma diminuição na CRVE de 0,86 mM (IC 95%: -1,42, -0,30, p = 0,004) foi observada para cada aumento / m³ 10 mg em PM 10 na janela de exposição a 24 horas antes de a imagem da retina foi feita. Janelas de exposição mais curtos revelaram efeitos significativos adicionais (Figura 3). Observou-se uma associação negativa entre CRVE e exposição BC durante a 24 horas antes do exame. No entanto, o efeito não atingiu o nível de significância estatística (-1,18 m; IC 95%: -3,11, 0,75, p = 0,23).

Figura 1
Figura 1 Retina imagem eo exemplo de uma câmera de retina. anotada imagem de fundo de olho retina do olho direito de um voluntário saudável (esquerda) e uma imagem de uma câmera digital de retina não mydriatic (Direito). Clique aqui para ver uma versão maior dessa figura.

Figura 2
Figura 2 tiro de tela do software IVAN. Exemplo de uma imagem que é processado com o software IVAN. O software identifica a vasculatura e calcula diâmetros. O operador supervisiona os resultados e identifica artérias (marcadas em vermelho) e vênulas (em azul). CRAE e CRVE são então calculados automaticamente. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3
Figura 3 associação entre poluição do ar e calibres dos vasos da retina. Estimativa da variação média CRAE e CRVE (IC 95%), em associação com um aumento / m³ 10 mg de PM 10 (esquerda) ou um aumento / m³ de 1 mg em BC (Direito) para a exposição fica diferente. Os dados foram obtidos a partir de um painel de 84 pessoas. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4
Figura 4.904 / "target =" 51904fig4highres.jpg _blank "> Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Vídeo Suplementar. Tempo de vídeo lapso de concentração dos poluentes atmosféricos durante o estudo de painel.

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Discussion

Análise de imagem da retina é proposto como uma ferramenta conveniente para estudar as respostas microvasculares em estudos epidemiológicos. Quando o operador é experiente, leva menos de 5 minutos para tirar uma foto de fundo de olho. Além disso, esse procedimento discreto para visualizar a microcirculação pode ser usado para participantes de idade mais cedo para a velhice.

Literatura é cada vez maior em relação às associações entre as alterações morfológicas na vasculatura da retina (por exemplo, alteração no calibre do vaso, teste padrão geométrico, etc) e estilo de vida modificáveis ​​e fatores de risco ambientais 15,16. Trabalhos experimentais e epidemiológicos mostram que a curto prazo e exposição à poluição do ar a longo prazo é fortemente associada com morbidade e mortalidade cardiovascular. No entanto, uma técnica conveniente, tal como fotografia de fundo da retina tem sido pouco utilizado para estudar os efeitos da microcirculação que podem ser induzidas pelos poluentes atmosféricos.

jove_content "> Os diferentes passos que são necessários para a obtenção de uma imagem de fundo de olho de alta qualidade são explicados neste protocolo de vídeo. Posteriormente, a metodologia é dada para a obtenção arteriolar e medições calibre venulares, e mais especificamente a Central Retinal arteriolar equivalente (CRAE) e Equivalente Central Retinal venulares (CRVE) 13,28. Os resultados da análise de medidas repetidas mostrou que os resultados dentro de avaliadores para CRAE e CRVE são altamente reprodutível para fotos que foram tiradas dentro de um prazo de quatro dias. Estes resultados estão em linha com as recentes observações relatadas por McCanna e colegas. Estes últimos autores relataram que os valores Crae CRVE e são estáveis ​​ao longo de um período de um mês. Eles encontraram correlações para pares de visitas de estudo de 0,9 e as correlações diminuiu ligeiramente com um comprimento de intervalo de tempo crescente 31.

Posteriormente, é mostrado em um estudo de painel com os adultos saudáveis ​​que os rmicrocirculação etinal pode responder rapidamente a poluição do ar partículas. Mais especificamente, uma redução na CRAE que diz respeito a um aumento da exposição a curto prazo a PM 10 e BC é relatado 24. Estreitamento das arteríolas da retina é uma proxy para estimar o risco de doença cardiovascular e mortalidade cardiovascular 32-35. Prevê-se que a microvasculatura retiniana pode ser usado para sondar os efeitos cardiovasculares da poluição do ar. A este respeito, Adar e colegas relataram pela primeira vez sobre os efeitos a curto prazo da poluição do ar sobre a microcirculação retiniana humano em uma análise transversal da coorte MESA 21. As alterações microvasculares relatados por Louwies et al. (2013) complementam os encontrados por Adar et al. (2010). Os últimos autores relataram 0,4 micrometros de diminuição da CRAE (IC 95%: -0,8, -0,04) por 9 mg aumento / m³ em média 2,5 PM no dia anterior. Com base em medições repetidas,. Louwies et al (2013) relataram uma estimativa de -1.2 um (IC 95%: -1,61, -0,61) e sugere-se que o tamanho maior efeito pode ser devido a uma maior variação na concentração de partículas e de exposição BC neste estudo painel 24.

Inflamação pulmonar e de baixa qualidade, inflamação sistêmica têm sido associados com a exposição à poluição do ar 36. Inflamação sistêmica também tem sido associada à disfunção endotelial 37,38. Este processo pode afetar a reatividade dos vasos sanguíneos da retina 39. Supõe-se que as respostas inflamatórias levar a atividade endotelial alterada, o que pode se refletir na redução dos calibres das arteríolas. Os resultados do estudo de painel sugerem que esta pode ocorrer em um prazo inferior a 24 horas, porque a exposição ao PM 10 foi inversamente associado com CRAE durante todas as janelas de exposição de hora em hora. As observações estão de acordo com o impacto conhecido da enquete do arbuição sobre a saúde. Estudos em animais a curto prazo com a exposição a níveis máximos de poluentes atmosféricos têm revelado que a microcirculação podem ser afetados 40,41. Além disso, estudos de intervenção humana no ambiente controlados mostraram que a função endotelial é prejudicada por exposição a diesel escape 42,43.

Em conclusão, existem muitas semelhanças anatômicas entre desenvolvimento e vasos retinianos de sangue e microcirculação do coração, pulmões e cérebro 10. Assim, a vasculatura sanguínea da retina é considerado um tecido substituto para a microcirculação sistémica. Uma mudança nos vasos sanguíneos da retina podem ser um valioso preditor para o desenvolvimento de doenças cardiovasculares. A análise conveniente e discreto de imagens da retina é agora considerado útil para estudos de base populacional com foco na epidemiologia cardiovascular. Este papel protocolo deve incentivar mais os grupos de pesquisa a usar a fotografia de fundo de olho para estudar ef microvascularfects de fatores ambientais e de estilo de vida.

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Disclosures

Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes reais ou potenciais.

Acknowledgments

Os resultados sobre a resposta microvascular à poluição ambiental particulada são reproduzidas com a permissão da Environmental Health Perspectives 24. Os dados meteorológicos e de qualidade do ar validados foram gentilmente cedidas pelo Instituto Meteorológico belga Real e da Agência Ambiental Flamengo. O software de análise de imagem da retina foi obtido de Dr. N. Ferrier (Madison Escola de Engenharia e da fotografia Fundus Reading Center, Departamento de Oftalmologia e Ciências Visuais da Universidade de Wisconsin-Madison). Tijs Louwies e Eline Provost são apoiados com uma bolsa VITO. Eline Provost detém uma bolsa de pesquisa aspirante do Fundo Científico Flamengo. Tim S. Nawrot é titular de uma concessão de partida Conselho Europeu de Investigação.

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

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