रेटिना संवहनी प्रतिक्रियाशीलता के रूप में ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी एंजियोग्राफी द्वारा मूल्यांकन
Summary
यह लेख रेटिना छवियों को प्राप्त करते समय वासोएक्टिव उत्तेजनाओं को वितरित करने के लिए गैस श्वास उत्तेजना तकनीक का उपयोग करके मानव विषयों के साथ वीवो में रेटिना वास्कुल्चर प्रतिक्रियाको मापने के लिए एक विधि का वर्णन करता है।
Abstract
रेटिना के लिए संवहनी आपूर्ति को रेटिना की मेटाबोलिक मांगों को समायोजित करने के लिए वासोकॉन्स्ट्री और वासोडिलेशन के माध्यम से गतिशील रूप से अनुकूलित करने के लिए दिखाया गया है। रेटिना संवहनी प्रतिक्रियाशीलता (आरवीआर) के रूप में संदर्भित इस प्रक्रिया को न्यूरोवैस्कुलर युग्मन द्वारा मध्यस्थता की जाती है, जो मधुमेह रेटिनोपैथी जैसे रेटिना संवहनी रोगों में बहुत जल्दी बिगड़ा हुआ है। इसलिए, संवहनी कार्य का आकलन करने की एक नैदानिक रूप से व्यवहार्य विधि अनुसंधान और नैदानिक सेटिंग्स दोनों में महत्वपूर्ण रुचि हो सकती है। हाल ही में, केशिका स्तर पर रेटिना वास्कुलचर के वीवो इमेजिंग में ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी एंजियोग्राफी (ओसीटीए), एक नॉनइनवेसिव, न्यूनतम जोखिम और केशिका स्तर के संकल्प के साथ रंगहीन एंजियोग्राफी विधि के एफडीए अनुमोदन से संभव बनाया गया है। आरवीआर में समवर्ती, शारीरिक और रोग में परिवर्तन कई जांचकर्ताओं द्वारा दिखाए गए हैं । इस पांडुलिपि में दिखाई गई विधि को नैदानिक इमेजिंग प्रक्रियाओं या डिवाइस में परिवर्तन की कोई आवश्यकता नहीं के साथ OCTA का उपयोग करआरवीआर की जांच करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह हाइपरकैपनिक या हाइपरऑक्सिक स्थितियों के संपर्क में आने के दौरान रेटिना और रेटिना वास्कुल्चर की वास्तविक समय इमेजिंग को दर्शाता है। परीक्षा आसानी से कम से कम विषय असुविधा या जोखिम के साथ 30 min के तहत में दो कर्मियों के साथ किया जाता है। यह विधि अन्य नेत्र इमेजिंग उपकरणों के अनुकूल है और गैस मिश्रण और रोगी आबादी की संरचना के आधार पर अनुप्रयोग भिन्न हो सकते हैं। इस विधि की एक ताकत यह है कि यह वीवो में मानव विषयों में केशिका स्तर पर रेटिना संवहनी समारोह की जांच के लिए अनुमति देता है। इस विधि की सीमाएं काफी हद तक ओटा और इमेजिंग कलाकृतियों और एक प्रतिबंधित गतिशील रेंज सहित अन्य रेटिना इमेजिंग विधियों की हैं। विधि से प्राप्त परिणाम रेटिना के OCT और OCTA छवियां हैं । ये छवियां किसी भी विश्लेषण के लिए उत्तरदायी हैं जो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध OCT या OCTA उपकरणों पर संभव है। सामान्य विधि, हालांकि, नेत्र इमेजिंग के किसी भी रूप में अनुकूलित किया जा सकता है।
Introduction
रेटिना की मेटाबोलिक मांग आर्टेरियोल, केशिका और वेल्यूल्स1की एक अच्छी तरह से विनियमित प्रणाली द्वारा प्रदान की जाने वाली ऑक्सीजन की पर्याप्त और निरंतर आपूर्ति पर निर्भर है। कई अध्ययनों से पता चला है कि बड़े कैलिबर मानव रेटिना जहाजों के कार्य का मूल्यांकन वीवो में विभिन्न फिजियोलॉजिक2,,3,,4,,5 और फार्माकोलॉजिक6,,7 उत्तेजनाओं के साथ किया जा सकता है। इसके अलावा, इस संवहनी प्रणाली का असामान्य कार्य रेटिना वैस्कुलर रोगों जैसे मधुमेह रेटिनोपैथी में आम है जहां रेटिना वैस्कुलर रिएक्टिविटी (आरवीआर) को गैस उकसावे9 और चंचल प्रकाश प्रयोगों5,,10,,11के माध्यम से8,9 के माध्यम से भी अपने शुरुआतीचरणोंमें तनु दिखाया गया है । रेटिना संवहनी जोखिम कारक जैसे धूम्रपान को बिगड़ा आरवीआर12 और रेटिना रक्त प्रवाह13से भी सहसंबद्ध किया गया है । ये निष्कर्ष महत्वपूर्ण हैं क्योंकि रेटिना संवहनी रोग के नैदानिक लक्षण रोग प्रक्रिया में अपेक्षाकृत देर से होते हैं और बीमारी के प्रारंभिक नैदानिक मार्कर की कमी14होती है । इस प्रकार, आरवीआर का आकलन असामान्यताओं के प्रारंभिक मूल्यांकन के लिए संवहनी अखंडता के उपयोगी उपाय प्रदान कर सकता है जो रेटिना अपक्षयी रोगों को शुरू या बढ़ा सकता है।
पिछले आरवीआर प्रयोगों ने आमतौर पर रेटिना छवि अधिग्रहण के लिए विशेष फिल्टर15 से लैस लेजर रक्त प्रवाह9 या फंडस कैमरों जैसे उपकरणों पर भरोसा किया है। हालांकि, इन प्रौद्योगिकियों को बड़े व्यास वाले जहाजों जैसे आर्टेरियोल्स16 और वेनुल्स15के लिए अनुकूलित किया जाता है, जो गैस, सूक्ष्म पोषक और आणविक विनिमय नहीं होते हैं। हाल ही में किए गए एक अध्ययन में अनुकूली प्रकाशिकी इमेजिंग17का उपयोग करके केशिकाओं के आरवीआर की मात्रा निर्धारित करने में सक्षम था, लेकिन बेहतर स्थानिक संकल्प के बावजूद, इन छवियों का एक छोटा क्षेत्र आकार है और18नैदानिक उपयोग के लिए एफडीए अनुमोदित नहीं हैं।
ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी एंजियोग्राफी (OCTA) के हाल के आगमन मानव रोगियों और वीवो में विषयों में केशिका स्तर परिवर्तन का आकलन करने के एक एफडीए अनुमोदित, noninvasive और डायलेस एंजियोग्राफिक विधि प्रदान की गईहै । ओसीटीए को रेटिनल वैस्कुलर रोगों जैसे मधुमेह रेटिनोपैथी19, रेटिना शिराओ20, वास्कुलाइटिस21 और कईअन्य 22जैसे रेटिना संवहनी रोगों में केशिका परफ्यूजन में हानि का आकलन करने के लिए एक प्रभावी उपकरण के रूप में नैदानिक पद्धति में व्यापक रूप से स्वीकार किया जाता है । इसलिए ओसीटीए केशिका स्तर में परिवर्तन के मूल्यांकन के लिए एक उत्कृष्ट अवसर प्रदान करता है, जिसमें नैदानिक सेटिंग में महत्वपूर्ण स्थानिक और लौकिक विषमता23 के साथ-साथ पैथिक परिवर्तन हो सकते हैं। हमारे समूह ने हाल ही में यह दर्शाया कि ओसीटीए का उपयोग केशिका स्तर2 पर रेटिना जहाजों की जवाबदेही को प्रेरित ऑक्सीजन में शारीरिक परिवर्तन के लिए निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है, जो एक रेटिना वासोकॉन्स्ट्रिक उत्तेजना16,,24और कार्बन डाइऑक्साइड है, जो एक रेटिना वासोडिलेरेटिव उत्तेजना3,,5है ।
इस लेख का लक्ष्य एक प्रोटोकॉल का वर्णन करना है जो पाठक को ओसीटीए का उपयोग करके छोटे आर्टेरियोल और केशिका बिस्तर की रेटिना संवहनी प्रतिक्रियाशीलता का आकलन करने की अनुमति देगा। तरीकों को लू एट अल25 में प्रस्तुत लोगों से अनुकूलित किया जाता है जिन्होंने चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग के साथ सेरेब्रोवासकुलर प्रतिक्रियाशीलता की माप का वर्णन किया। यद्यपि वर्तमान विधियों को ओसीटीए इमेजिंग2के दौरान विकसित और उपयोग किया गया था, वे अपेक्षाकृत सरल और स्पष्ट संशोधनों के साथ अन्य रेटिना इमेजिंग उपकरणों पर लागू होते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
पद्धति अभी वर्णित एक गैस श्वास उत्तेजना प्रयोग है कि एक विषय के RVR के माप के लिए विशिष्ट समय बिंदुओं पर एक नियंत्रित वातावरण में ओटा इमेजिंग डिवाइस और ंयूनतम असुविधा या विषय के लिए जोखिम के साथ कोई संशोध…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को NIH K08EY027006, R01EY030564, UH3NS100614, कार्ल Zeiss Meditec इंक (डबलिन, सीए) और अनुसंधान से अप्रतिबंधित विभाग वित्तपोषण से अनुसंधान अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था अंधापन को रोकने के लिए (ंयूयॉर्क, NY) ।
Materials
| 5% CO2 gas [5% CO2, 21% O2, 74% N2] (Compressed) | Institution Dependent (Praxair) | ||
| Bacdown Disinfectant Detergent | Decon Labs | 8001 | https://deconlabs.com/products/disinfectant-bdd/ |
| Clean-Bor Tubes (35 mm Inner Diameter) | Vacumed | 1011-108 | http://www.vacumed.com/zcom/product/Product.do?compid=27&skuid=1197 |
| Cuff adapter for Douglas bag filling | Vacumed | 22254 | http://www.vacumed.com/zcom/product/Product.do?compid=27&prodid=343 |
| Douglas bag (200-liter capacity) | Harvard Apparatus | 500942 | https://www.harvardapparatus.com/douglas-bag.html |
| Elbow Joint (Inner Diameter 19mm/ Outer Diameter 22 mm), Modified in House | |||
| Fingertip Pulse Oximeter (Pro-Series) | CMS | CMS 500DL | https://www.walmart.com/ip/Pro-Series-CMS-500DL-Fingertip-Pulse-Oximeter-Blood-Oxygen-Saturation-Monitor-with-silicon-cover-batteries-and-lanyard/479049154 |
| Gas Delivery Tube (22 mm Inner Diameter) Modified in House | |||
| Gas filling tube (1/8" for compressed gas) | |||
| Hydrogen Peroxide Cleaner Disinfectant Wipes | Clorox Healthcare | 30824 | https://www.cloroxpro.com/products/clorox-healthcare/hydrogen-peroxide-cleaner-disinfectants/?gclid=EAIaIQobChMIk-KG4vi15QIVcRh9Ch0NNwLPEAAYASAAEgJIa_D_BwE&gclsrc=aw.ds |
| Lubricant Eye Drops | Refresh | Refresh Plus | https://www.refreshbrand.com/Products/refresh-plus |
| Manual Directional Control Valves: Three-Way T-Shape Stopcock Type (Inner Diameter 28.6 mm, Outer Diameter 35 mm) | Hans Rudolph | 2100C Series | www.rudolphkc.com |
| Medical O2 (Compressed) | Institution Dependent | ||
| Mouth piece (Silicone, Model #9061) | Hans Rudolph | 602076 | www.rudolphkc.com |
| OCTA Imaging Device (PLEX Elite 9000) | Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA, USA | https://www.zeiss.com/meditec/int/product-portfolio/optical-coherence-tomography-devices/plex-elite-9000-swept-source-oct.html | |
| Phenylephrine Hydrochloride Ophthalmic Solution, USP 2.5% | Paragon Bioteck, Inc | NDC 42702-102-15 | https://paragonbioteck.com/products/diagnostics/phenylephrine-hydrochloride-ophthalmic-solution-usp-2-5/ |
| Plastic Nose Clip Sterile Foam CS100 | Sklar Sterile | 96-2951 | https://www.sklarcorp.com/disposables/plastic/plastic-nose-clip-sterile-foam-box-of-100.html |
| Proparacaine Hydrochloride Ophthalmic Solution, USP .5% | Bausch + Lomb | NDC 24208-730-06 | https://www.bausch.com/ecp/our-products/rx-pharmaceuticals/generics |
| Regulator (tank dependent- 5% CO2: Fisherbrand Mulitstage Gas Cylinder Regulators) | Genstar Technologies Company | 10575150 | https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-multistage-cylinder-regulators-22/10575150?keyword=true |
| Regulator (tank dependent- Oxygen: Fisherbrand Multistage Gas Cylinder Regulators) | Genstar Technologies Company | 10575145 | https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-multistage-cylinder-regulators-22/10575145?keyword=true |
| Rubber Tubing (Inner diameter 19 mm, Outer diameter 27 mm), Made in House | |||
| Sealing tape- Parafilm Wrap (2" Wide) | Cole Parmer | PM992 | https://www.coleparmer.com/i/parafilm-pm992-wrap-2-wide-250-ft-roll/0672050?PubID=VV&persist=True&ip=no&gclid=EAIaIQobChMInY3vqomz5QIVfyCtBh1VSg64EAAYASAAEgJ9n_D_BwE |
| Sterile Alcohol Prep Pads | Medline | MDS090670 | https://www.medline.com/product/Sterile-Alcohol-Prep-Pads/Swab-Pads/Z05-PF03816 |
| Tropicamide Ophthalmic Solution, USP 1% | Akorn | NDC 17478-102-12 | http://www.akorn.com/prod_detail.php?ndc=17478-102-12 |
| Tubing Adapter, Made in House | |||
| Two-way non-rebreathing valve (2600 Series- Inner Diameter 28.6 mm, Outer Diameter 35 mm) | Hans Rudolph | 2600 Series, UM-112078 | www.rudolphkc.com |
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