Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.
Method Article
La retina comparte similitudes importantes con el cerebro y por lo tanto representa una ventana única para el estudio de vasculatura y estructura neuronal en el cerebro no invasiva. Este protocolo describe un método para estudiar la demencia con técnicas de imagen retinianas. Este método puede potencialmente ayudar en la evaluación diagnóstico y riesgo de demencia.
La retina ofrece una única "ventana" para estudiar los procesos fisiopatológicos de la demencia en el cerebro, ya que es una extensión del sistema nervioso central (SNC) y comparte similitudes importantes con el cerebro en términos de origen embriológico, características anatómicas y propiedades fisiológicas. La estructura vascular y neuronal en la retina pueden retina fácilmente visualizado y no invasiva utilizando técnicas de imagen, incluyendo la fotografía del fondo y tomografía de coherencia óptica (OCT) y cuantificaron semiautomáticamente mediante programas de análisis asistido por computadora. Estudiar las asociaciones entre los cambios vasculares y neuronales en la retina y demencia podría mejorar nuestra comprensión de la demencia y, potencialmente, ayudar en la evaluación de diagnóstico y el riesgo. Este protocolo pretende describir un método de cuantificación y análisis de la vasculatura retiniana y la estructura neuronal, que son potencialmente asociada con demencia. Este protocolo también proporciona ejemplos de cambios retinianos en sujetos con demencia y aborda cuestiones técnicas y limitaciones actuales de la proyección de imagen retiniana.
Debido a los aumentos en esperanza de vida, la demencia se ha convertido en un problema médico mayor, contribuyendo a importante social y salud económica globalmente carga1,2,3,4,5. Hoy en día, una persona en los Estados Unidos desarrolla la enfermedad de Alzheimer (AD), la forma más común de demencia, cada 66 s6. Se ha estimado que en el año 2050, 115 millones de personas se verán afectadas por AD7.
La retina ofrece una única "ventana" para estudiar la demencia debido a sus propiedades anatómicas y fisiológicas similares con el cerebro. En cuanto a la vasculatura, las arteriolas retinianas y las vénulas, miden de 100 a 300 μm de diámetro, comparten características similares con vasos cerebrales, como las arteriolas final sin anastomosis, función de la barrera y autorregulación8, 9. en cuanto a la estructura neuronal, las células ganglionares retinianas (RGCs) comparten características típicas con neuronas en sistema nervioso central (SNC) 10. El RGCs prominente están conectados con el cerebro ya que forman el nervio óptico y el proyecto las señales visuales de la retina el núcleo geniculado lateral y el colículo superior. El nervio óptico, similar a muchas fibras neuronales en el SNC, es myelinated por oligodendrocitos y está incrustada en las capas meníngeas. En particular, un insulto al nervio óptico puede resultar en respuestas similares observadas en otros axones del CNS, tales como retrógrada y anterógrada la degeneración del axón, formación de la cicatriz, destrucción de la mielina, degeneración secundaria y un nivel anormal de neurotrophic factores y neurotransmisores11,12,13,14. La aparición de síntomas visuales en algunos pacientes con EA también puede explicarse por las asociaciones sólidas entre la retina y el cerebro15,16. Como resultado, se ha sugerido que la retina puede reflejar los procesos patológicos de la demencia en el cerebro y la proyección de imagen retiniana puede utilizarse para el estudio de la demencia.
La vasculatura retiniana y la estructura neuronal pueden ahora visualizar no invasiva utilizando técnicas de imagen retinianas. Por ejemplo, fotografías del fondo retiniano pueden ser capturados utilizando cámaras de fondo, y las características de la vasculatura retiniana (p. ej., buque calibre, tortuosidad y fractal dimensión) entonces pueden ser cuantificadas mediante el análisis asistido por computadora programas. Además, los parámetros de la estructura neuronal retiniano (tales como el espesor de la capa plexiforme interna células de ganglio [GC-IPL] y capa de fibra nerviosa retiniana [RNFL]) también pueden ser medidos con tomografía de coherencia óptica (OCT) y cuantificaron usando el built-in algoritmos de análisis.
Teniendo en cuenta la importancia de la imagen retiniana al estudio de la demencia, este protocolo pretende describir un método de proyección de imagen y análisis de la vasculatura retiniana y estructura neuronal en vivo mediante técnicas de imagen retinianas. Este protocolo también proporciona ejemplos de cambios retinianos en sujetos con demencia y aborda cuestiones técnicas y limitaciones actuales de la proyección de imagen retiniana.
todos los métodos aquí descritos han sido aprobados por un Comité de ética de investigación clínica local en Hong Kong.
Nota: por simplicidad, los equipos enumerados en la Tabla de materiales se utilizan para ilustrar los procedimientos de la proyección de imagen retiniana y posterior análisis. Medición de parámetros vasculares retinianos se ilustra usando Singapur I buque evaluación programa (SIVA) 17 (versión 4.0, Universidad Nacional de Singapur). Sin embargo, cabe señalar que un conjunto diferente de equipo se puede adoptar como los principios subyacentes siguen siendo similares.
1. preparar los temas para la proyección de imagen retiniana
2. Medir los parámetros vasculares retinianas de fondo fotografías utilizando un programa de análisis asistido por computadora
figura 1: Diagrama esquemático que muestra los procedimientos de medición de parámetros vasculares retinianos. (A) obtener fotografías de fondo centrado en el disco óptico con una cámara fotográfica de fundus. figura 1A y figura 2A son dos fotografías del fondo con una calidad óptima. (B) cargar las fotografías de fondo en el servidor en la nube y entrar en detalles de estudio pertinentes, incluyendo el factor de conversión de imagen (ICF). Otros programas de análisis asistido por ordenador pueden utilizar los métodos no basados en la nube para organizar y almacenar las imágenes. (C) abrir la foto de fondo en el programa de análisis asistido por computadora. (D) Marque la posición del centro del disco óptico y (E) pronto el software automáticamente detecta el borde del disco óptico y coloque una rejilla de medición. Construcción (F) trazos de buque basan en los caminos de la embarcación y coloque el recipiente cubre para calcular los diámetros de los vasos. (G) ajuste el trazos de recipiente incorrecto y un recipiente cubre manualmente. Medida (H) un espectro de parámetros vasculares retinianos, como buque calibres, tortuosidad, dimensión fractal y bifurcación. (D) paso a paso (F) y (H) se puede realizar automáticamente por algunos programas de análisis asistido por computadora. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
figura 2: fotografías del fondo de calidad óptimo y subóptima. La calidad de la imagen de una fotografía de fondo de ojo debe comprobarse inmediatamente después de la adquisición de la imagen, como la calidad de la imagen afecta directamente a la posterior medición de parámetros vasculares retinianos. La imagen debe ser descartada si se observa uno de estos artefactos. Estas imágenes fueron capturadas usando una cámara fotográfica de fundus 50°. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
figura 3: cálculo del factor de conversión de imagen (ICF). Para calcular el ICF, seleccionar al azar una muestra de 10% de las imágenes del estudio (paso 1). Luego, medir la altura de discos ópticos (en píxeles) de las imágenes de muestra (paso 2). Calcular el ICF utilizando la fórmula: ICF = 1800 μm / (promedio de altura de píxel de discos ópticos de las imágenes muestras), en 1800 μm es aproximadamente la altura de un disco óptico normal (paso 3). Resolución de imagen y efecto de aumento diferencia de cámara a cámara, es necesario calcular un ICF precisa para cada cámara. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
figura 4: errores comunes de auto-tracing. El trazo de la nave automática no es completamente exacto y ajustes manuales se requieren para garantizar la exactitud de la medición. Esta figura muestra errores comunes de auto-tracing y demuestra resultados óptimos después de ajustes manuales. (A) el centro del disco óptico está incorrectamente marcada y esta desviación de la red de medición, que puede afectar las mediciones posteriores. Idealmente, el círculo más interno de la red de medición debe contornear el borde del disco óptico. (B) trazado de vasos incompletos podría conducir a la incorrecta medición de la dimensión fractal, tortuosidad, etc. que la ruta del buque debe seguirse hasta el final de la nave. Si la parte distal del vaso cae fuera de la red de medición, el trazo puede ser interrumpido en el círculo blanco exterior. (C) recipiente trazos en los sitios de cruce están sujetos a una mayor tendencia de error y por lo tanto requieren especial atención. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
figura 5: cubre vaso incorrecto. Esta figura muestra ejemplos de cubiertas de nave incorrecta que deben ser desactivadas y excluidos de la medición posterior. Cubiertas del buque deberían ser desactivadas si no son perpendiculares a los vasos (A). Además, cubiertas de la nave también se desactiva si el buque está rastreando se oculta en otro recipiente (B), o las cubiertas del buque no pueden representar el ancho aproximado del recipiente (C). haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
figura 6: cuantificación de la vasculatura retiniana. (A) zona B (definido como 0.5-1.0 disco diámetros de distancia del margen del disco) se utiliza para medir calibres de buque de la zona B de acuerdo con el riesgo de aterosclerosis en las comunidades de estudio. Zona C (definido como 0.5-2.0 disco diámetros de distancia del margen del disco) se utiliza para medir calibres de buque de la zona C y un espectro de los parámetros de la red vascular retiniana (por ejemplo, tortuosidad, dimensión fractal y bifurcación). (B) cubiertas de barco son líneas de medida utilizadas para calcular el calibre de los vasos retinianos (o diámetros). Cubiertas del recipiente incorrecto se deben excluir manualmente de la medición. (C) para todos los buques que tienen su primera bifurcación dentro de la zona C, el programa automáticamente medidas de los ángulos de ramificación (θ) de la primera bifurcación. Además, el coeficiente de ramificación también se calcula mediante la fórmula: coeficiente de ramificación = (d 1 2 d 2 2) /d 0 2, donde d 0 es el calibre del tronco y d 1 y d 2 son los calibres de rama. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
3. evaluar el espesor del GC-IPL y RNFL
figura 7: diagrama esquemático que muestra los procedimientos de medición de grosor RNFL y GC-IPL. Tomografía de coherencia óptica (OCT) puede utilizarse para medir espesores de la capa plexiforme del interior de la célula del ganglio (GC-IPL) y la capa de fibras nerviosas retinianas (RNFL). (A, B) Medir los espesores de GC-IPL y RNFL usando el built-in “ cubo macular ” y “ cubo de disco óptico ” escaneo protocolos respectivamente. (C, D) Comprobar la calidad de la imagen inmediatamente después de la adquisición de la imagen. Deseche la imagen y repetir el análisis si la señal es menor que 6, o artefactos de movimiento son detectados. (E, F) Entonces, sugerirán el el programa de análisis incorporada automáticamente analizar el resultado del análisis y generar un informe para la interpretación. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
figura 8: resultados subóptimos de tomografía de coherencia óptica. Común los óptimos resultados de la tomografía de coherencia óptica (OCT) incluyen (A) mala señal (valor de la fuerza < 6) y (B) artefactos de movimiento. La calidad de la exploración debe revisarse inmediatamente después de la adquisición de la imagen, y la exploración debe ser repetida si se encuentran estos artefactos. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
figura 9: capas retinianas, utilizadas para la evaluación de la estructura neuronal retiniana. La capa de fibras nerviosas retinianas (RNFL) se mide mediante el algoritmo de (HNO) cabeza del nervio óptico, mientras que la capa plexiforme del interior de la célula del ganglio se mide utilizando el algoritmo de análisis (GCA) de la célula del ganglio. El algoritmo de HNO segmentos del límite interno y externo de la RNFL para medir el grosor de la RNFL. El algoritmo de GCA detecta el límite exterior de la capa de fibras nerviosas retinianas (RNFL) y la capa plexiforme interna (IPL) para obtener el espesor combinado de la capa de células ganglionares (GCL) y la IPL. Los espesores de GCL y el IPL se miden juntos, como el límite entre GCL y IPL es anatómicamente indistinto. Sin embargo, el espesor combinado de GCL y (es decir, GC-IPL) IPL es todavía indicativo de la salud de RGCs. haga clic aquí para ver una versión más grande de este figura.
Figura 10: Un ejemplo para mostrar las diferencias en la vasculatura retiniana entre un sujeto normal y un tema AD. En comparación con el sujeto normal, fotografía de fondo de la materia AD mostraron calibres de vaso más estrechos (CRAE de la zona B, 116,4 μm vs 156.4 μm; CRVENI de zona B, 186.9 μm vs 207.5 μm; CRAE de zona C, 138,5...
Este protocolo describe el procedimiento de cuantificación de cambios neuronales y vasculares en la retina en vivo. Como la retina comparte similares orígenes embriológicos, características anatómicas y propiedades fisiológicas con el cerebro, estos cambios retinianos pueden reflejar cambios similares de la vasculatura y estructura neuronal en el cerebro.
Como se muestra en la figura 10 y tabla 1, el tema del anuncio demostró calib...
Nos gustaría expresar nuestro agradecimiento a la escuela de informática, Universidad Nacional de Singapur para el soporte técnico.
Con respecto a posibles vínculos financieros, el autor Tien Y. Wong es un co-inventor del programa Singapur I buque evaluación (SIVA) en este artículo.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Non-mydriatic Retinal Camera | Topcon, Inc, Tokyo, Japan | TRC 50DX | N/A |
Singapore I Vessel Assessment Program | National University of Singapore | Version 4.0 | N/A |
CIRRUS HD-OCT | Carl Zeiss Meditec, Inc, Dublin, CA | Model 4000 | N/A |
Mydriatic Agents | N/A | N/A | Prepared from 1% tropicamide and 2.5% phenylephrine hydrochloride |
Solicitar permiso para reutilizar el texto o las figuras de este JoVE artículos
Solicitar permisoThis article has been published
Video Coming Soon
ACERCA DE JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Todos los derechos reservados