Fundusfotografie als geeignetes Mittel, um mikrovaskuläre Antworten zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen Risikofaktoren in epidemiologischen Studien Studieren

Summary

Netzhautbildanalyse ist eine unauffällige Verfahren zur Visualisierung der Mikrozirkulation. Die Auswirkungen der Herz-Kreislauf-Erkrankungen Risikofaktoren können zu Veränderungen der Netzhautgefäßkaliber führen. Die Verfahren, die Fundusbilder und die Schritte für die Berechnung der Gefäßkaliber beschrieben zu erwerben.

Abstract

Die Mikrozirkulation aus Blutgefäßen mit Durchmessern von weniger als 150 um. Es macht einen großen Teil des Kreislaufsystems und spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der kardiovaskulären Gesundheit. Die Retina ist ein Gewebe, das das Innere des Auges, und es ist das einzige Gewebe, das für eine nicht-invasive Analyse von Mikrogefäß ermöglicht. Heutzutage können hochwertige Fundusbilder mit digitalen Kameras aufgenommen werden. Netzhautbilder kann in 5 min oder weniger gesammelt werden, auch ohne Erweiterung der Pupillen. Diese unauffällige und schnelle Verfahren zur Visualisierung der Mikrozirkulation ist attraktiv für in epidemiologischen Studien anzuwenden und die kardiovaskuläre Gesundheit von jungen Jahren bis ins hohe Alter zu überwachen.

Systemerkrankungen, die den Kreislauf beeinflussen können, in progressive morphologischen Veränderungen in der Netzhautgefäßsystem führen. Zum Beispiel sind Veränderungen der Gefäß Kaliber von retinalen Arterien und Venen mit Hypertonie assoziiert Athero-Sklerose und einem erhöhten Risiko für Schlaganfall und Myokardinfarkt. Die Gefäßbreiten werden mit Hilfe von Bildanalyse-Software und die Breite der sechs größten Arterien und Venen abgeleitet werden in der zentralen Netzhaut Arteriolen Equivalent (CRAE) und der zentralen Netzhaut venulären Equivalent (CRVE) zusammengefasst. Die letztgenannten Merkmale sind nützlich, um die Auswirkungen der veränderbaren Lebensstil und Umwelt Herz-Kreislauf-Erkrankungen Risikofaktoren zu untersuchen gezeigt worden.

Die Verfahren, die Fundusbilder und die Analyseschritte zu erhalten und CRAE CRVE beschrieben zu erwerben. Variationskoeffizienten von wiederholten Messungen von CRAE und CRVE sind weniger als 2% und innerhalb-Reliabilität ist sehr hoch. Mit Hilfe eines Panel-Studie, die schnelle Reaktion der Netzhautgefäßkaliber auf kurzfristige Änderungen in der Feinstaubbelastung, ein bekannter Risikofaktor für die kardiovaskuläre Mortalität und Morbidität, wird berichtet. Abschließend wird Netzhaut-Imaging als eine bequeme und Instrumental Werkzeug für epidemiologische Studie vorgeschlagens zu mikrovaskulären Reaktionen auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen Risikofaktoren zu untersuchen.

Introduction

Die Mikrozirkulation aus Blutgefäßen mit Durchmessern von weniger als 150 um und umfaßt kleinsten Widerstand Arterien, Arteriolen, Kapillaren und Venolen. Diese Schiffe machen einen großen Teil des Kreislaufsystems und spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der kardiovaskulären Gesundheit. Der Gefäßdurchmesser von 150 um ist eine physiologische und physikalische Grenze. Die rheologischen Eigenschaften von Gefäßen mit einem Durchmesser von weniger als 150 um unterscheiden sich von großen Arterien. Außerdem sind die meisten autoregulatorische Widerstandsänderungen auftreten abwärts von 150 um in vaskulären Betten Blutfluß Autoregulation ¹ aufweist. Die Mikrozirkulation hat zwei wichtige Funktionen. Die primäre Funktion ist es, Zellen mit Sauerstoff und Stoffwechselsubstrate, um Gewebe Nachfrage anzupassen und Abfallprodukten und Kohlendioxid Drain bereitzustellen. Veränderungen in der Anzahl der Austauschbehälter und die mikrovaskuläre Strömungsmuster verringert die wirksame Austauschfläche und kann Lead zu suboptimalen Gewebedurchblutung und Stoffwechselbedarf eines Ausfalls ² zu treffen. Ferner sinkt der hydrostatische Druck innerhalb des Gefäßbett und das Mikrozirkulation spielt eine Rolle bei der Regulierung der gesamten peripheren Widerstand ^3.

Die Netzhaut ist ein in das Innere des Auges Futter Schichtgewebe. Seine Hauptfunktion ist es, das ankommende Licht in ein neuronales Signal, das auf die visuellen Kortex für die Verarbeitung visueller Information ausbreitet konvertieren. Die Funktion der Netzhaut ist zu sehen, der Außenwelt und alle Augenstrukturen in diesen Prozess einbezogen sind optisch transparent. Dies macht die Netzhautgewebe zugänglich für nicht-invasive Abbildung von Mikrogefäß ^4. Retinal-Bildgebung verwendet werden, um Erkrankungen des Auges zu ermitteln. So kann beispielsweise eine fortgeschrittene Form der Makuladegeneration zu Sehverlust wegen abnormaler Blutgefäßwachstum in der Makula führen. Diese Blutgefäße sind eher durchlässig und unterliegen bleeding und Austreten von Blut und Proteine ​​innerhalb oder unterhalb der Netzhaut. Letztere Ereignisse zur irreversiblen Schädigung der Photorezeptoren verantwortlich sind. Entwicklung von Glaukom korreliert mit einer Schädigung der Ganglienzellen und ihre Axone. Die Wirkung dieses Prozesses führt zu Schröpfen der Papille, die Netzhautbilder ⁵ beobachtet werden kann. Diabetische Retinopathie ist durch Hyperglykämie, die in den Netzhautgefäßwand beschädigt führt verursacht. Dies kann zu Ischämie, dem Wachstum von neuen Blutgefäßen und einer Änderung im Gefäß geometrischen Netzwerk führen. Darüber hinaus kann die Blut-Retina-Schranke störanfällig sein, was Auslaufen von erweiterten Kapillaren und hyperpermeable Aneurysmen ^6.

Retinal Mikrovaskulatur zeigt Homologie mit den mikrovaskulären Betten in Herz, Lunge, Gehirn und ⁷ gefunden. Es wird festgestellt, dass die systemische Krankheiten, die die Mikrozirkulation des Gehirns beeinflussen können parallel Änderungen in der Netzhaut verursachen. Arteriolen narrowing Arteriolen und verbesserte Lichtreflex der Netzhaut mit Gefäßanomalien, Läsionen der weißen Substanz und Lakunen, die durch zerebrale Mikroangiopathie ⁸ verursacht werden verbunden. Eine signifikante Beziehung zwischen schmaler retinalen Venolen einer veränderten retinalen mikrovaskulären Netzwerk und dem Auftreten der Alzheimer-Krankheit gefunden. Es wird vorgeschlagen, dass Gehirnen von Patienten eine veränderte zerebrale Mikrozirkulation, die ebenfalls beobachtet in der Netzhaut ⁹ ist.

Beweise steigt auch über die Korrelation zwischen der Netzhaut Gefäßveränderungen und koronaren Herzerkrankungen ^10,11. Das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der retinalen Arterien und Venen der Netzhaut (A / V) wurde gezeigt, dass ein empfindlicher Proxy sein, Bluthochdruck und Atherosklerose ¹² zu reflektieren. Eine Verengung der Arterien und Erweiterung der Venen, was zu einer verringerten A / V-Verhältnis, bestätigt Risiko für Schlaganfall und Myokardinfarkt ^13. Bluthochdruck kann direkte UrsacheNetzhautischämie und Netzhautinfarkte, die als Watte Flecken und tiefe Netzhaut weißen Flecken ¹⁴ sichtbar werden. Serre und Sasongko kurzem fasste die Literatur und sie zu dem Schluss, dass die Exposition zu Lebensstil und Umweltrisikofaktoren (zB Ernährung, körperliche Aktivität, Rauchen und Luftverschmutzung) können morphologische Veränderungen in der Netzhaut-Mikrogefäßbett ¹⁵ zu induzieren. Wichtig ist, dass solche Veränderungen der Netzhaut mit kardiovaskulären Risikofaktoren assoziiert sind, noch bevor klinische Symptome von Krankheiten, ^16.

Signifikanten Anstieg der Inzidenz von kardiovaskulären Morbidität und Mortalität zugeschrieben wurden, um lang-und kurzfristige Forderungen in Partikeln Luftverschmutzung ^17,18. Forschung zeigt, dass die Partikel (PM), ein wichtiger Anteil der Luftverschmutzung, trägt zur Entwicklung von kardiovaskulären Erkrankungen und kardiovaskulären Ereignissen induziert ^19,20. Eine Beeinträchtigung der Funktion desdie mikrovaskuläre Bett wird gedacht, um eine Rolle in der beobachteten Assoziationen zu spielen. In dieser Hinsicht hat sich ein Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung und Arteriolen verengt in der Netzhaut von Adar und Kollegen ²¹ berichtet. Die Netzhaut Arteriolen Kaliber war schmaler und breiter war venulären Kaliber unter den 4607 Teilnehmern des Multikulturelle Studium der Atherosklerose (MESA), die in Gebieten leben mit einem erhöhten langfristigen und kurzfristigen Exposition gegenüber PM _2,5 (Feinstaub ≤ 2,5 um Durchmesser) ^21. Systemischen Entzündung, die durch chronische Luftverschmutzung Exposition verursacht in größeren Durchmessern ²² venulären führen. Dies bestätigt die Studien, die den Einfluss des Rauchens auf die Netzhaut-Mikrogefäßbett ²³ zu melden. Eine aktuelle Veröffentlichung der Berichte über die Assoziation zwischen kurzfristigen Luftverschmutzung Belichtung und mikrovaskulären Veränderungen bei gesunden Erwachsenen (22-63 Jahre) mit Netzhautfundusfotografie ²⁴ gemessen. Ein Increase in PM ₁₀ (Feinstaub ≤ 10 um im Durchmesser) und BC (black carbon, ein Verbrennungsnebenprodukt, das als Proxy für verkehrsbedingte Dieselabgasen verwendet werden kann), wurde mit einem Rückgang der Arteriolen Kaliber ^24,25 verbunden.

In dieser wissenschaftlichen Video-Protokoll werden die Verfahren beschrieben, um Bilder Fundus des Auges zu sammeln, Bildanalyse durchführen, um Arteriolen und venulären Schiff Kaliber zu erhalten, und zu berechnen zentralen Netzhaut Arteriolen Equivalent (CRAE) und zentralen Netzhaut venulären Equivalent (CRVE). Netzhaut-Imaging gewinnt erhöhte Aufmerksamkeit, weil die Netzhaut ist das einzige Gewebe, das eine unaufdringliche Analyse der Mikrogefäß und Bilder können aus frühen Alter bis ins hohe Alter ^26,27 gesammelt werden. CRAE und CRVE scheint ein empfindlicher Parameter, die die Auswirkungen der veränderbaren Lebensstil und Umwelt Herz-Kreislauf-Erkrankungen Risikofaktoren auf der Mikrogefäß reflektieren. In der Handschrift, die Wiederholbarkeitder Gefäßanalyse nachgewiesen wird. Darüber hinaus wird die Anwendbarkeit der Netzhautmikrogefäßanalyse in epidemiologischen Studien mit einer Zusammenfassung unserer Ergebnisse in einer wiederholten Maßnahmen Design mit einem Fokus auf die Auswirkungen der Feinstaubbelastung Exposition ²⁴ erhaltenen gezeigt.

Protocol

Der Ethikrat der Universität Hasselt und Antwerpen Universitätsklinikum hat den Studien. Die Teilnehmer gaben ihr schriftliches Einverständnis zur Teilnahme. 1. Geräteeinstellung Entfernen Sie die schwarzen Schutzschalen aus der digitalen Netzhautkamera und dem Hauptblock der Anlage. Öffnen Sie das Batteriefach und legen Sie den Akku in der Kamera. Nicht trennen die Kabelverbindung zwischen der Batterie und der Haupteinheit. Schrauben Sie die Kamera auf de…

Representative Results

Wiederholbarkeit der CRAE und CRVE Bestimmung Eine Gruppe von 61 Personen zwischen 22 und 56 Jahre alt und frei von klinisch diagnostizierten Herzkreislauferkrankungen wurde für die Untersuchung technischer Reproduzierbarkeit und in-Rater Variabilität der zentralen Netzhaut Arteriolen Equivalent (CRAE) und zentralen Netzhaut venulären Equivalent (CRVE) Bestimmungen rekrutiert. Der Fundus des rechten Auges des einzelnen wurde zweimal in einem Zeitraum von 5 min unter Verwendung einer Retinal-…

Discussion

Netzhaut Bildanalyse wird als komfortables Werkzeug für die Untersuchung der mikrovaskulären Reaktionen in epidemiologischen Studien vorgeschlagen. Wenn der Betreiber erfahren, dauert es weniger als 5 Minuten, um einen Fundus Bild aufzunehmen. Darüber hinaus kann dieses Verfahren für die unauffällige Visualisierung der Mikrozirkulation für Teilnehmer von früh bis ins hohe Alter eingesetzt werden.

Literatur nimmt in Bezug auf die Zusammenhänge zwischen morphologischen Veränderu…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
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