Fotografía del fondo como una herramienta conveniente para estudiar las respuestas microvasculares a factores de riesgo cardiovascular en los estudios epidemiológicos
Summary
Análisis de imágenes de retina es un procedimiento discreto para la visualización de la microcirculación. El impacto de los factores de riesgo de enfermedades cardiovasculares puede resultar en cambios de calibres de los vasos de la retina. Los procedimientos para adquirir imágenes de fondo de ojo y los pasos para el cálculo de la embarcación calibres se describen.
Abstract
La microcirculación se compone de vasos sanguíneos con un diámetro inferior a 150 micras. Se hace que una gran parte del sistema circulatorio y juega un papel importante en el mantenimiento de la salud cardiovascular. La retina es un tejido que recubre el interior del ojo y es el único tejido que permite un análisis no invasivo de la microvasculatura. Hoy en día, las imágenes de fondo de ojo de alta calidad pueden ser adquiridos usando cámaras digitales. Imágenes retinianas se pueden recoger en 5 min o menos, incluso sin la dilatación de las pupilas. Este procedimiento discreto y rápido para la visualización de la microcirculación es atractiva para aplicar en los estudios epidemiológicos y para controlar la salud cardiovascular desde la edad temprana hasta la vejez.
Las enfermedades sistémicas que afectan a la circulación pueden dar como resultado cambios morfológicos progresivos en la vasculatura de la retina. Por ejemplo, los cambios en los calibres de los vasos de la retina de las arterias y venas se han asociado con la hipertensión, la ateroesclerosisesclerosis, y un mayor riesgo de accidente cerebrovascular e infarto de miocardio. Las anchuras de los vasos se obtienen utilizando software de análisis de imagen y la anchura de las seis arterias y las venas más grandes se resumen en la Central de la Retina arteriolar Equivalente (CRAE) y el equivalente Central de la Retina Venulares (CRVE). Estas últimas características se han mostrado útiles para estudiar el impacto del estilo de vida modificables y factores de riesgo de enfermedades cardiovasculares ambientales.
Los procedimientos para adquirir imágenes de fondo de ojo y los pasos de análisis para la obtención de CRAE y CRVE se describen. Los coeficientes de variación de las medidas repetidas de CRAE y CRVE están a menos de 2% y dentro de calificadores fiabilidad es muy alta. El uso de un estudio de panel, la rápida respuesta de los calibres de los vasos de la retina a los cambios a corto plazo en la contaminación del aire por partículas, se reportó un factor de riesgo conocido de la mortalidad y morbilidad cardiovascular. En conclusión, las imágenes de la retina se propone como una herramienta conveniente e instrumental para studie epidemiológicas para estudiar respuestas microvasculares a factores de riesgo de enfermedades cardiovasculares.
Introduction
La microcirculación se compone de vasos sanguíneos con un diámetro inferior a 150 micras e incluye arterias más pequeñas de resistencia, arteriolas, capilares y vénulas. Estos vasos forman una gran parte del sistema circulatorio y juegan un papel importante en el mantenimiento de la salud cardiovascular. El diámetro de los vasos de 150 micras es un fisiológico y un límite físico. Las propiedades reológicas de los vasos con un diámetro inferior a 150 micras difieren de las grandes arterias. Además, la mayoría de los cambios de resistencia autorreguladores se producen aguas abajo de 150 micras de lechos vasculares que exhiben autorregulación del flujo de sangre 1. La microcirculación tiene dos funciones importantes. La función principal es proporcionar células con oxígeno y sustratos metabólicos con el fin de satisfacer la demanda de tejidos y para drenar productos de desecho y el dióxido de carbono. Las alteraciones en el número de buques de cambio y los patrones de flujo microvascular reduce el área efectiva de superficie de intercambio y pueden LEAd para la perfusión tisular subóptima y un fracaso para satisfacer la demanda metabólica 2. Además, la presión hidrostática cae dentro del lecho vascular y la microcirculación desempeña un papel en la regulación de la resistencia periférica general 3.
La retina es un tejido estratificado que recubre el interior del ojo. Su función principal es la de convertir la luz entrante en una señal neuronal que se propaga más a la corteza visual para el procesamiento de la información visual. La función de la retina es ver el mundo exterior y todas las estructuras oculares que intervienen en este proceso son ópticamente transparentes. Esto hace que el tejido de la retina accesible para formación de imágenes no invasiva de la microvasculatura 4. Imágenes de la retina está siendo utilizado para identificar enfermedades de los ojos. Por ejemplo, una forma avanzada de la degeneración macular puede conducir a la pérdida de la visión debido al crecimiento anormal de vasos sanguíneos en la mácula. Estos vasos sanguíneos tienden a ser más permeable y sujeto a bleeding y fuga de sangre y las proteínas dentro o debajo de la retina. Los últimos acontecimientos son responsables por los daños irreversibles a los fotorreceptores. Desarrollo del glaucoma se correlaciona con una perjudicial de las células ganglionares y sus axones. El efecto de este proceso conduce a ahuecamiento del disco óptico, que se puede observar en las imágenes de la retina 5. La retinopatía diabética es causada por la hiperglucemia que lleva a daño en las paredes de los vasos retinianos. Esto puede resultar en isquemia, el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos y un cambio en la red geométrica vascular. Además, la barrera sangre-retina puede estar sujeto a la descomposición, provocando fugas de los capilares y aneurismas 6 hiperpermeables dilatados.
Microvasculatura de la retina muestra homología con las camas microvasculares que se encuentran en el corazón, los pulmones, y el cerebro 7. Se establece que las enfermedades sistémicas que afectan a la microcirculación del cerebro pueden causar cambios paralelos en la retina. Arteriolar narrowing y mayor reflejo de la luz de las arteriolas de la retina se asocia con alteraciones de los vasos, lesiones de sustancia blanca y lacunes que son causados por la enfermedad de pequeños vasos cerebrales 8. Una relación significativa fue descubierto entre vénulas retinianas estrechas, una red microvascular de la retina alterada y la aparición de la enfermedad de Alzheimer. Se sugiere que los cerebros de los pacientes tienen una microvasculatura cerebral alterado que también es observable en la retina 9.
La evidencia también está aumentando sobre la correlación entre los cambios vasculares de la retina y 10,11 coronaria enfermedades del corazón. La relación entre el diámetro de las arterias de la retina y las venas de la retina (A / V) ha demostrado ser un proxy sensible para reflejar la hipertensión y la aterosclerosis 12. Un estrechamiento de las arterias y ensanchamiento de las venas, lo que lleva a una relación de A / V disminuido, corrobora el riesgo de accidente cerebrovascular y el infarto de miocardio 13. La hipertensión puede causar directaisquemia retiniana y los infartos retinianos que se hacen visibles como manchas algodonosas y profundas manchas blancas de la retina 14. Serre y Sasongko resumir recientemente la literatura y llegaron a la conclusión de que la exposición a factores de estilo de vida y de riesgos ambientales (por ejemplo, la dieta, la actividad física, el tabaquismo y la contaminación del aire) puede inducir cambios morfológicos en el lecho microvascular de la retina 15. Es importante destacar que estos cambios en la retina se han asociado con factores de riesgo cardiovascular, incluso antes de que las manifestaciones clínicas de las enfermedades 16.
Los aumentos significativos en la incidencia de la morbilidad y mortalidad cardiovascular se han atribuido a largo como a las exposiciones a corto plazo con las partículas, la contaminación del aire 17,18. La investigación indica que la materia particulada (PM), una fracción importante de la contaminación del aire, contribuye al desarrollo de la enfermedad cardiovascular e induce eventos cardiovasculares 19,20. Un deterioro de la función deel lecho microvascular se cree que desempeñan un papel en las asociaciones observadas. En este sentido, una asociación entre la exposición a la contaminación del aire y el estrechamiento de las arteriolas de la retina ha sido reportado por Adar y sus colegas 21. El calibre de las arteriolas de la retina era más estrecho y el calibre venular era más amplia entre los 4.607 participantes del Estudio Multiétnico de Aterosclerosis (MESA) que vivían en zonas con exposición aumento a largo y corto plazo para PM cuestión 2.5 (partículas ≤ 2,5 micras de diámetro) 21. La inflamación sistémica causada por la exposición crónica de la contaminación del aire puede resultar en diámetros venulares más amplios 22. Esto corrobora los estudios que reportan el impacto del tabaquismo en la cama microvascular de la retina 23. Una reciente publicación informa sobre la asociación entre la exposición a la contaminación del aire a corto plazo y los cambios microvasculares en adultos sanos (22-63 años de edad) medidos con fondo de la retina la fotografía 24. Un aumense en PM (partículas ≤ 10 m de diámetro) 10 y BC (negro de carbono, un subproducto de la combustión que puede ser utilizado como un proxy para el diesel de escape relacionada con el tráfico) se asoció con una disminución de calibre arteriolar 24,25.
En este protocolo de video científico, los procedimientos se describen para recoger las imágenes del fondo del ojo del ojo, para realizar el análisis de imagen para obtener arteriolas y vasos venular calibres, y para calcular Central de la Retina Arteriolar Equivalente (CRAE) y Central de la Retina Venulares Equivalente (CRVE). Imágenes de la retina está ganando cada vez más atención debido a que la retina es el único tejido que permite un análisis discreto de la microvasculatura y las imágenes pueden ser recogidos desde temprana edad hasta edad 26,27 años. CRAE y CRVE parecen ser parámetros sensibles que reflejan el impacto del estilo de vida modificables y factores de riesgo de enfermedades cardiovasculares ambientales sobre la microvasculatura. En el manuscrito, la repetibilidaddel recipiente de análisis se demuestra. Por otra parte, la aplicabilidad del análisis microvasculatura de la retina en los estudios epidemiológicos se muestra con un resumen de los hallazgos obtenidos en un diseño de medidas repetidas con un enfoque en el impacto de la exposición a la contaminación de partículas de aire 24.
Protocol
Representative Results
Discussion
Análisis de imágenes de la retina se propone como una herramienta conveniente para el estudio de las respuestas microvasculares en los estudios epidemiológicos. Cuando se experimenta el operador, se tarda menos de 5 minutos para tomar una imagen de fondo de ojo. Además, este procedimiento discreto para la visualización de la microcirculación se puede utilizar para participantes de edad temprana hasta la vejez.
Literatura está aumentando con respecto a las asociaciones entre los …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los resultados sobre la respuesta microvascular de contaminación de partículas en el aire se reproducen con permiso de Environmental Health Perspectives 24. Los datos meteorológicos y de calidad de aire validados fueron amablemente proporcionados por el Instituto Meteorológico de Bélgica Real y de la Agencia de Medio Ambiente de Flandes. El software de análisis de imagen retiniana se obtuvo del Dr. N. Ferrier (Escuela Madison de Ingeniería y la fotografía del fondo de ojo Reading Center, Departamento de Oftalmología y Ciencias Visuales de la Universidad de Wisconsin-Madison). Tijs Louwies y Eline Provost son compatibles con una beca de VITO. Eline Provost tiene una beca de investigación aspirante del Fondo Científico flamenca. Tim S. Nawrot es titular de una concesión de partida del Consejo Europeo de Investigación.
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 |
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