एक सुविधाजनक उपकरण के रूप में बुध्न फोटोग्राफी महामारी विज्ञान के अध्ययन में हृदय रोग के जोखिम कारक को माईक्रवैस्कुलर प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए

Summary

रेटिना छवि विश्लेषण microcirculation visualizing के लिए एक विनीत प्रक्रिया है. हृदय रोग के जोखिम कारकों के प्रभाव रेटिना पोत calibers के परिवर्तन में परिणाम कर सकते हैं. प्रक्रियाओं calibers वर्णित हैं पोत की गणना के लिए बुध्न छवियों और कदम प्राप्त करने के लिए.

Abstract

microcirculation में 150 माइक्रोन से कम व्यास के साथ रक्त वाहिकाओं के होते हैं. यह संचार प्रणाली के एक बड़े हिस्से का निर्माण करता है और हृदय स्वास्थ्य को बनाए रखने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है. रेटिना लाइनों है कि आंख के इंटीरियर एक ऊतक है और यह microvasculature के एक गैर इनवेसिव विश्लेषण के लिए अनुमति देता है कि केवल ऊतक है. आजकल, उच्च गुणवत्ता वाले बुध्न छवियों डिजिटल कैमरे का उपयोग कर प्राप्त किया जा सकता है. रेटिना छवियों भी विद्यार्थियों के फैलने के बिना, 5 मिनट या उससे कम समय में एकत्र किया जा सकता है. Microcirculation दृश्यमान करने के लिए यह विनीत और तेजी से प्रक्रिया महामारी विज्ञान के अध्ययन में लागू करने के लिए और बुढ़ापे के लिए कम उम्र से हृदय स्वास्थ्य पर नजर रखने के लिए आकर्षक है.

परिसंचरण को प्रभावित करने वाले प्रणालीगत रोगों रेटिना वाहिका संरचना में प्रगतिशील morphological परिवर्तन में परिणाम कर सकते हैं. उदाहरण के लिए, रेटिना धमनियों और नसों के पोत calibers में परिवर्तन उच्च रक्तचाप, athero के साथ संबद्ध किया गया हैकाठिन्य, और स्ट्रोक और रोधगलन का खतरा बढ़. पोत चौड़ाई छवि विश्लेषण सॉफ्टवेयर और छह सबसे बड़ी धमनियों की चौड़ाई का उपयोग कर प्राप्त कर रहे हैं और नसों समतुल्य केंद्रीय रेटिना Arteriolar (CRAE) और केंद्रीय रेटिना Venular समकक्ष (CRVE) में संक्षेप हैं. उत्तरार्द्ध सुविधाओं परिवर्तनीय जीवन शैली और पर्यावरण हृदय रोग के जोखिम कारकों के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए उपयोगी दिखाया गया है.

प्रक्रियाओं बुध्न छवियों और CRAE और CRVE वर्णित हैं प्राप्त करने के लिए विश्लेषण कदम प्राप्त करने के लिए. CRAE और CRVE के दोहराया उपायों की भिन्नता के गुणांक कम से कम 2% कर रहे हैं और भीतर करदाता विश्वसनीयता बहुत अधिक है. एक पैनल अध्ययन, कण वायु प्रदूषण में अल्पकालिक परिवर्तन करने के लिए रेटिना पोत calibers की तेजी से प्रतिक्रिया का प्रयोग, हृदय मृत्यु दर और रुग्णता के लिए एक ज्ञात जोखिम कारक, की सूचना दी है. अंत में, रेटिना इमेजिंग महामारी विज्ञान के अध्ययन के लिए एक सुविधाजनक और सहायक उपकरण के रूप में प्रस्तावित हैएस हृदय रोग के जोखिम कारकों को microvascular प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए.

Introduction

microcirculation में 150 माइक्रोन से कम व्यास के साथ रक्त वाहिकाओं के होते हैं और सबसे छोटी प्रतिरोध धमनियों, धमनियों, केशिकाओं, और venules भी शामिल है. इन जहाजों संचार प्रणाली का एक बड़ा हिस्सा बनाने और हृदय स्वास्थ्य को बनाए रखने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं. 150 माइक्रोन के पोत व्यास एक शारीरिक और एक शारीरिक सीमा है. एक व्यास कम से कम 150 माइक्रोन के साथ जहाजों की rheological गुण बड़ी धमनियों से भिन्न होते हैं. इसके अलावा, autoregulatory प्रतिरोध परिवर्तन का सबसे रक्त प्रवाह autoregulation ¹ का प्रदर्शन संवहनी बेड में नीचे की ओर 150 माइक्रोन से होते हैं. microcirculation में दो महत्वपूर्ण कार्य किया है. प्राथमिक समारोह ऊतक मांग मैच के लिए और अपशिष्ट उत्पादों और कार्बन डाइऑक्साइड नाली के क्रम में ऑक्सीजन और चयापचय के साथ कोशिकाओं को प्रदान करना है. विनिमय जहाजों और microvascular प्रवाह पैटर्न की संख्या में बदलाव प्रभावी विनिमय सतह क्षेत्र को कम कर देता है और घास का मैदान हो सकता हैsuboptimal ऊतक छिड़काव और एक विफलता के लिए डी चयापचय मांग ² को पूरा करने के लिए. इसके अलावा, हीड्रास्टाटिक दबाव संवहनी बिस्तर के भीतर चला जाता है और microcirculation समग्र परिधीय प्रतिरोध ³ को विनियमित करने में एक भूमिका निभाता है.

रेटिना आंख के भीतरी परत एक स्तरित ऊतक है. इसका मुख्य समारोह आगे दृश्य सूचना के प्रसंस्करण के लिए दृश्य प्रांतस्था को प्रचारित किया जाता है कि एक तंत्रिका सिग्नल में आने वाले प्रकाश को परिवर्तित करने के लिए है. रेटिना के समारोह बाहर की दुनिया और इस प्रक्रिया में शामिल सभी नेत्र संरचनाओं ऑप्टिकली पारदर्शी हैं देखने के लिए है. इस microvasculature ⁴ के गैर इनवेसिव इमेजिंग के लिए रेटिना ऊतक सुलभ बना देता है. रेटिना इमेजिंग आंख के रोगों की पहचान करने के लिए इस्तेमाल किया जा रहा है. उदाहरण के लिए, धब्बेदार अध: पतन का एक आधुनिक रूप है क्योंकि मैक्युला में असामान्य रक्त वाहिनियों की वृद्धि की दृष्टि हानि हो सकती है. इन रक्त वाहिकाओं bleedin को अधिक पारगम्य और विषय हो जाते हैंजी और रेटिना के भीतर या नीचे खून और प्रोटीन की लीक. उत्तरार्द्ध घटनाओं फोटोरिसेप्टर को अपरिवर्तनीय क्षति के लिए जिम्मेदार हैं. मोतियाबिंद के विकास नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं और उनके axons की एक हानिकारक साथ संबद्ध है. इस प्रक्रिया का प्रभाव रेटिना छवियों ⁵ में देखा जा सकता है जो ऑप्टिक डिस्क, की cupping की ओर जाता है. मधुमेह रेटिनोपैथी रेटिना वाहिनियों की दीवारों में नुकसान होता है कि hyperglycemia के कारण होता है. इस ischemia, नई रक्त वाहिकाओं के विकास और नाड़ी ज्यामितीय नेटवर्क में एक परिवर्तन में परिणाम कर सकते हैं. इसके अलावा, रक्त रेटिना बाधा फैली हुई hyperpermeable केशिकाओं और aneurysms ⁶ के रिसाव के कारण टूटने के लिए विषय हो सकता है.

रेटिना microvasculature दिल, फेफड़े, और मस्तिष्क ⁷ में पाया microvascular बेड के साथ अनुरूपता को दर्शाता है. यह मस्तिष्क के microcirculation को प्रभावित करने वाले प्रणालीगत रोगों रेटिना में समानांतर परिवर्तन पैदा कर सकता है कि स्थापित है. NA Arteriolarrrowing और रेटिना की बढ़ी arteriolar प्रकाश पलटा मस्तिष्क छोटे पोत रोग ⁸ के कारण होता है कि पोत असामान्यताओं, सफेद बात घावों और lacunes साथ जुड़ा हुआ है. एक महत्वपूर्ण संबंध संकरा रेटिना venules, एक बदल रेटिना microvascular नेटवर्क और अल्जाइमर रोग की घटना के बीच की खोज की थी. यह रोगियों के दिमाग भी रेटिना ⁹ में मानने योग्य है कि एक बदल मस्तिष्क microvasculature है कि सुझाव दिया है.

साक्ष्य भी रेटिना संवहनी परिवर्तन और कोरोनरी हृदय रोग ^10,11 के बीच संबंध के बारे में बढ़ती जा रही है. रेटिना धमनियों और रेटिना नसों (ए / वी) के व्यास के बीच का अनुपात उच्च रक्तचाप और atherosclerosis ¹² प्रतिबिंबित करने के लिए एक संवेदनशील प्रॉक्सी होना दिखाया गया है. एक कम एक / वी अनुपात के लिए अग्रणी धमनियों और नसों को चौड़ा करने का एक संकुचन, स्ट्रोक और रोधगलन ¹³ के जोखिम की पुष्टि होती है. उच्च रक्तचाप प्रत्यक्ष पैदा कर सकता हैरेटिना ischemia और रूई धब्बे और गहरा रेटिना सफेद धब्बे के रूप में ¹⁴ दृष्टिगोचर हो कि रेटिना दौरे. Serre और Sasongko हाल ही में साहित्य संक्षेप और वे जीवन शैली और पर्यावरणीय जोखिम कारकों (जैसे, आहार, शारीरिक गतिविधि, धूम्रपान, और वायु प्रदूषण) के संपर्क में रेटिना microvascular बिस्तर ¹⁵ में morphological परिवर्तन पैदा कर सकते हैं कि संपन्न हुआ. महत्वपूर्ण बात है, इस तरह के रेटिना परिवर्तन भी रोगों ¹⁶ के नैदानिक ​​अभिव्यक्तियाँ से पहले, हृदय जोखिम कारकों के साथ संबद्ध किया गया है.

हृदय रुग्णता और मृत्यु दर की घटनाओं में काफी बढ़ जाती है लंबे समय के लिए जिम्मेदार ठहराया गया है और अल्पकालिक जोखिम वायु प्रदूषण ^17,18 बात कण को. रिसर्च, कि बात कण (प्रधानमंत्री), वायु प्रदूषण का एक महत्वपूर्ण अंश इंगित करता है हृदय रोग के विकास के लिए योगदान देता है और हृदय की घटनाओं ^19,20 लाती है. के समारोह का एक हानिmicrovascular बिस्तर मनाया संघों में एक भूमिका निभा सोचा है. इस संबंध में, वायु प्रदूषण के संपर्क में है और रेटिना में संकुचन arteriolar के बीच एक संघ अदार और उनके सहयोगियों ने ²¹ से सूचित किया गया है. रेटिना arteriolar कैलिबर संकरा था और venular क्षमता में 2.5 माइक्रोन ≤ अपराह्न _2.5 (बात कण की वृद्धि हुई लंबी और छोटी अवधि के जोखिम के साथ क्षेत्रों में रह रहे थे कि Atherosclerosis (मेसा) के बहुजातीय अध्ययन के 4607 प्रतिभागियों के बीच व्यापक था व्यास) ^21. जीर्ण वायु प्रदूषण जोखिम के कारण प्रणालीगत सूजन व्यापक venular व्यास ²² में परिणाम हो सकता है. यह रेटिना microvascular बिस्तर ²³ पर धूम्रपान के प्रभाव है कि रिपोर्ट के अध्ययन की पुष्टि होती है. अल्पकालिक वायु प्रदूषण जोखिम और रेटिना बुध्न फोटोग्राफी ²⁴ से मापा स्वस्थ वयस्कों में microvascular परिवर्तन (उम्र के 22-63 वर्ष) के बीच सहयोग पर हाल के एक प्रकाशन रिपोर्ट. एक increaप्रधानमंत्री ₁₀ (कण व्यास में 10 माइक्रोन ≤ बात) और ईसा पूर्व में एसई (ब्लैक कार्बन, यातायात संबंधी डीजल निकास के लिए एक प्रॉक्सी के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है कि उपोत्पाद एक दहन) arteriolar क्षमता ^24,25 में कमी के साथ जुड़े थे.

इस वैज्ञानिक वीडियो प्रोटोकॉल में, प्रक्रियाओं arteriolar और venular पोत calibers प्राप्त करने के लिए छवि विश्लेषण करने के लिए, और समकक्ष केंद्रीय रेटिना Arteriolar (CRAE) और केंद्रीय रेटिना Venular समकक्ष (CRVE) की गणना करने के लिए, आंख की बुध्न तस्वीरें इकट्ठा करने के लिए वर्णित हैं. रेटिना बुढ़ापे ^26,27 अप करने के लिए कम उम्र से एकत्र किया जा सकता microvasculature और छवियों का एक विनीत विश्लेषण की अनुमति देता है कि केवल ऊतक है क्योंकि रेटिना इमेजिंग ध्यान में वृद्धि हुई फायदा हो रहा है. CRAE और CRVE परिवर्तनीय जीवन शैली और microvasculature पर पर्यावरण हृदय रोग के जोखिम कारकों के प्रभाव को दर्शाते हैं कि संवेदनशील पैरामीटर होना दिखाई देते हैं. पांडुलिपि में, repeatabilityपोत विश्लेषण का प्रदर्शन किया है. इसके अलावा, महामारी विज्ञान के अध्ययन में रेटिना microvasculature विश्लेषण के लागू कण वायु प्रदूषण जोखिम ²⁴ के प्रभाव पर ध्यान देने के साथ एक दोहराया उपायों डिजाइन में प्राप्त हमारे निष्कर्ष सारांश द्वारा दिखाया गया है.

Protocol

Hasselt विश्वविद्यालय की एथिक्स बोर्ड और विश्वविद्यालय अस्पताल एंटवर्प पढ़ाई को मंजूरी दे दी. प्रतिभागियों को भाग लेने के लिए उनके लिखित सूचित सहमति दे दी है. 1 साधन सेटअप डिजिटल रेटिना कैम?…

Representative Results

CRAE और CRVE निर्धारण की repeatability 22-56 साल पुरानी है और चिकित्सकीय निदान हृदय रोगों का नि: शुल्क के बीच 61 व्यक्तियों का एक पैनल तकनीकी repeatability और समकक्ष केंद्रीय रेटिना Arteriolar (CRAE) और केंद्रीय रेटिना Venular समकक्ष (CR…

Discussion

रेटिना छवि विश्लेषण महामारी विज्ञान के अध्ययन में microvascular प्रतिक्रियाओं का अध्ययन के लिए एक सुविधाजनक उपकरण के रूप में प्रस्तावित किया गया है. ऑपरेटर का अनुभव है, यह एक बुध्न तस्वीर लेने के लिए कम से क?…

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