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

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.

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.

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 Remover os escudos de protecção preto a partir da câmara digital e da retina do bloco principal do aparelho. Abra o compartimento da bateria e coloque a bateria na câmera. Não desligue o cabo de ligação da bateria e da unidade principal. <li…

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 d…

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 vascula…

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