Les résultats concernant la réponse microvasculaire aux particules de la pollution atmosphérique sont reproduites avec la permission de Environmental Health Perspectives 24. Les données sur la qualité de météorologie et de l&#39;air validées ont été aimablement fournies par l&#39;Institut météorologique royal belge et l&#39;Agence flamande de l&#39;environnement. Le logiciel d&#39;analyse de l&#39;image rétinienne a été obtenu auprès du Dr. N. Ferrier (Madison School of Engineering et le fond Photo Reading Center, Département d&#39;ophtalmologie et des sciences visuelles, Université de Wisconsin-Madison). Tijs Louwies et Eline Provost sont pris en charge grâce à une bourse VITO. Eline Provost est titulaire d&#39;une bourse de recherche de l&#39;aspirant du Fonds scientifique flamand. Tim S. Nawrot est titulaire d&#39;un départ subvention du Conseil européen de la recherche.

Le Comité d&#39;éthique de l&#39;Université de Hasselt et de l&#39;Hôpital universitaire d&#39;Anvers a approuvé les études. Les participants ont donné leur consentement éclairé à participer. 1 Configuration de l&#39;instrument <ol><li> Retirer les coquilles de protection en noir de la caméra numérique de la rétine et le bloc principal de l&#39;appareil. </li><li> Ouvrez le compartiment de la batterie et placer la batterie dans l&#39;appareil photo. Ne pas débrancher le câble reliant la batterie et l&#39;unité principale. </li><li> Vissez la caméra sur l&#39;unité principale et connectez les deux fils. Connectez l&#39;appareil principal pour le réseau électrique et à l&#39;ordinateur avec le câble USB fourni. </li><li> Lancer l&#39;unité principale en commutant le bouton marche / arrêt sur &quot;on&quot;. Démarrer l&#39;appareil photo en passant le bouton marche / arrêt sur &quot;on&quot;. </li><li> Démarrez l&#39;ordinateur. Cela permettra d&#39;éviter les erreurs de connexion entre l&#39;unité principale et l&#39;ordinateur. </li></ol> 2 Capture Photo <ol><li> Lancer la rétine ImagiLogiciel de contrôle ng (et remplir le mot de passe requis). Le logiciel est une partie de l&#39;appareil photo numérique de la rétine (voir le tableau des matériaux pour le lien). </li><li> Lancer l&#39;étude en cliquant sur l&#39;icône «étude» dans la partie supérieure gauche de l&#39;écran. Pour un nouveau patient, remplir tous les détails tels que l&#39;ID du patient, le nom du patient, la date de naissance, etc Si le patient est déjà dans le système, remplir le &quot;identification du patient» et utiliser la fonction &quot;Rechercher la liste de l&#39;histoire». Double-cliquez sur le nom du patient de commencer l&#39;étude. </li><li> Demandez au patient de prendre un siège devant la caméra, placer son / son menton sur la mentonnière et le front contre le front de repos et de &quot;verrouiller&quot; la tête pour prendre une photo. </li><li> Demandez au patient de regarder droit dans l&#39;objectif de la caméra. Déplacez la caméra dans le (XY) plan horizontal à l&#39;œil droit ou gauche. </li><li> Utilisez la mentonnière pour positionner la cornée du patient à l&#39;intérieur des deux cercles qui apparaissent sur l&#39;écran de la caméra. Peaufinezen utilisant la molette sur le joystick. </li><li> Déplacez la caméra avant, en arrière, et latéralement dans le plan XY pour positionner la pupille du patient dans les cercles. Assurez-vous que l&#39;élève forme un cercle continu. Ce faisant, l&#39;iris du patient seront divisés en deux morceaux. </li><li> Utilisez le «déclencheur de retour&quot; sur la manette pour passer de la cornée à la rétine. A ce stade, le patient doit observer une lumière verte. Demandez au patient de regarder le feu vert. </li><li> Effectuez la mise en alignant les deux lignes qui apparaissent lorsque la roue à la base de la manette est activée. Tournez la molette jusqu&#39;à ce que les deux lignes forment une ligne continue. </li><li> Utilisez le feu vert pour mettre l&#39;œil dans la position optimale pour une photo. Si nécessaire, déplacer la lumière à l&#39;aide des touches fléchées sur le côté droit de l&#39;appareil. Positionner la lumière verte de façon à ce que le disque optique est centré sur l&#39;écran de la caméra. </li><li> Recherche pour 2 taches blanches qui sont apparues après SWITCHing à la rétine (étape 2.7). Pour trouver les points, déplacer l&#39;unité dans le plan XY. Les taches sont visibles comme une tache floue. Déplacez l&#39;appareil vers l&#39;avant ou vers l&#39;arrière jusqu&#39;à ce que les taches floues se transforment en clair, des taches blanches. Le plus brillant et plus rond taches, meilleure est la qualité de l&#39;image est. Placez les points jusqu&#39;à ce que les deux sont visibles. Utiliser la petite roue sur la manette de commande pour amener les points au milieu de l&#39;écran de la caméra. </li><li> Confirmer que les deux lignes (2,8) de l&#39;étape forment une ligne continue. Le disque optique est centré sur l&#39;écran de la caméra et est flanqué de deux taches blanches, brillantes. Prendre la photo de la rétine en tirant sur le bouton sur le dessus de la manette. </li><li> Enregistrez la photo en appuyant sur le bouton «Étude complète&quot; dans le coin inférieur droit de l&#39;écran de l&#39;ordinateur. Fin de l&#39;étude enregistre automatiquement les images dans une carte et fermer l&#39;étude. </li></ol> 3 Analyse de la photographie de la rétine <ol><li> Déterminer le rapport d&#39;échelle par AMEu cours de la distance entre le centre de la macula (fovéa) et le centre du disque optique (tache aveugle). Anatomiquement, cette distance est déterminée comme étant de 4500 um ou 2,5 fois le diamètre du disque optique, cette dernière étant d&#39;environ 1 800 um. S&#39;assurer que la distance est mesurée en pixels. Calculer le rapport d&#39;échelle en divisant 4500 par la distance (en pixels) entre la macula et la tache aveugle. </li><li> Ouvrez le logiciel d&#39;analyse de vaisseaux rétiniens «IVAN». REMARQUE: Le logiciel est créé à l&#39;Université du Wisconsin à Madison. Des informations détaillées sur l&#39;utilisation de IVAN est prise dans le manuel. </li><li> Remplissez le rapport d&#39;échelle et de passer par la configuration. </li><li> Vérifiez que trois anneaux jaunes apparaissent sur la photo de la rétine. Le rapport d&#39;échelle détermine le rayon du cercle interne et entoure le disque optique. Vérifiez que le point milieu de la bague intérieure est sur le point milieu du disque optique. Si ce n&#39;est pas le cas, ajustez laemplacement du cercle en utilisant les touches de curseur. Les rayons des cercles intermédiaire et extérieur sont 2X et 3X plus grand que le rayon du cercle interne, respectivement. De cette manière, les zones A et B sont créées à une distance fixe à partir du disque optique. </li><li> Assurez-vous que l&#39;image rétinienne a le disque optique dans le centre de la photo. Cela assure une mise au point nette de l&#39;image dans la zone B, ce qui facilitera le processus de classement (figure 4A). </li><li> Notez que le logiciel détecte automatiquement les vaisseaux sanguins et attribue ces navires comme des veinules (figure 4B). </li><li> Distinguer les navires entre artérioles et veinules fondées sur des différences physiologiques. Artérioles seront indiquées en rouge et en bleu veinules (figure 4C). Utilisez les directives suivantes pour identifier chaque navire: <ol><li> Déterminer la couleur de la cuve. Artérioles ont une couleur rouge-orange plus léger avec une forte réflexion de la lumière centrale. Les veines ont plus sombre violetcouleur -red avec peu ou pas de réflexe de lumière central. </li><li> Déterminer la route du navire. Artérioles ont tendance à être plus droit et plus lisse dans ses grandes lignes; ils sont plus réguliers à la fois le chemin et le contour. Veinules sont généralement plus tortueux, et plus un contour irrégulier et diamètre. Veinules sont plus larges de diamètre à la marge de disque que les artérioles correspondant. </li><li> Identifier le récipient en regardant l&#39;annotation de la cuve précédente. En principe, les artérioles alternent avec des veinules. Par conséquent, si une veinule distinct est mesurée, suivant le récipient est plus susceptible d&#39;être une artériole. </li><li> Définir le motif de passage. En règle générale, les artérioles ne traversent pas les artérioles et veinules ne traversent pas les veinules. Si un navire de l&#39;identité est inconnue traverse une branche veineuse à l&#39;intérieur ou en aval de la zone B, le navire inconnu est une artériole. Si elle traverse une branche des artérioles à l&#39;intérieur ou en aval de la zone B, alors c&#39;est une veinule. </li><li> Identifier les petites branches en les traçant proximally à leur ramification d&#39;un vaisseau-mère, dont l&#39;identité peut être évident à partir des deux premières lignes directrices. Utilisez angles entre les navires de différencier les passages et les ramifications. REMARQUE: les passages sont souvent presque perpendiculaire (90 °) ou, si les deux navires sont coursé en parallèle, l&#39;angle du passage à niveau peut être très faible (moins de 30 °). Ramifications sont généralement un peu moins que perpendiculaire (à l&#39;angle entre les deux branches de 30 ° à 45 °). </li><li> Sélectionnez la longueur du navire dans la zone de classement. Assurez-vous que l&#39;écart-type du navire sélectionné ne dépasse pas la valeur de 10 écarts-types plus petites indiquent une bonne mesure. </li></ol></li><li> Utilisez les outils logiciels pour sélectionner les navires qui n&#39;ont pas été sélectionnés par le logiciel lui-même. Les mêmes règles s&#39;appliquent pour ces navires que pour les navires sélectionnés automatiquement par le logiciel. </li><li> Déterminer centrale des artérioles rétiniennes et des veinules équivalent (CRAEet CRVE) automatiquement IVAN. </li><li> Calculer le CRAE et CRVE de leurs navires ramification filles respectives en utilisant des formules révisées de Parr et Hubbard 28. NOTE: La relation entre les troncs et les branches, avec des coefficients de branchement de manière empirique, est donnée dans la suite de deux formules de rapprocher les équivalents de navires. IVAN utilise les six plus grandes artérioles et veinules de calcul CRAE et CRVE. Les formules sont appliquées dans une procédure itérative de jumeler les six plus grandes artérioles (ou veinules) jusqu&#39;à l&#39;obtention d&#39;artériolaire central (ou veinules) équivalent de la cuve. Artérioles: <img alt="L&#39;équation 1" fo:content-width="1in" src="/files/ftp_upload/51904/51904eq1.jpg" /> (1) Veinules: <img alt="Equation 2" fo:content-width="1in" src="/files/ftp_upload/51904/51904eq2.jpg" /> (2) où w 1, w 2, et W sont les largeurs de la branche étroite, la branche plus large, et le tronc mère, respectivement. REMARQUE: Supposons that dans une photographie de la rétine les six plus grandes artérioles sont 120, 110, 100, 90, 80, et 70 m de large. Mettre 120 et 70 dans l&#39;équation (1), ainsi que 110 et 80, 100 et 90 et après la première itération, il existe trois valeurs: 122,2, 120,0, et 118,4. Effectuer la prochaine itération en associant 122,2 et 118,4, ce qui donne 149,8. Report du nombre du milieu (120.0) à la dernière itération. Paire 149,8 et 120,0 pour donner 168,7 pour CRAE. </li></ol>

Les auteurs déclarent qu&#39;ils n&#39;ont aucun intérêt financier réels ou potentiels concurrents.

<html> Analyse d&#39;image Retina est proposé comme un outil pratique pour étudier les réponses microvasculaires dans les études épidémiologiques. Lorsque l&#39;opérateur est expérimenté, il prend moins de 5 minutes pour prendre une photo de fond. En outre, cette procédure discrète pour la visualisation de la microcirculation peut être utilisé pour les participants de jeune âge jusqu&#39;à la vieillesse. La littérature est en augmentation par rapport aux associations entre les...

La microcirculation est constitué de vaisseaux sanguins avec des diamètres inférieurs à 150 um et comprend plus petites artères de résistance, artérioles, veinules et capillaires. Ces récipients constituent une grande partie du système circulatoire et jouent un rôle important dans le maintien de la santé cardiovasculaire. Le diamètre de la cuve de 150 um est physiologique et une limite physique. Les propriétés rhéologiques des vaisseaux d&#39;un diamètre inférieur à 150 pm diffèrent des grosses artères. En outre, la plupart des changements de résistance autorégulation se produisent en aval de 150 um dans les lits vasculaires présentant le débit sanguin autorégulation 1. La microcirculation a deux fonctions importantes. La fonction principale est de fournir des cellules avec de l&#39;oxygène et des substrats métaboliques pour répondre à la demande de tissus et de drainer les déchets et le dioxyde de carbone. Modifications dans le nombre de navires de change et les modèles de flux microvasculaire réduit la surface effective d&#39;échange et peuvent Léad pour l&#39;irrigation des tissus sous-optimale et une incapacité à répondre à la demande métabolique 2. En outre, la pression hydrostatique à l&#39;intérieur de la chambre diminue et la microcirculation vasculaire joue un rôle dans la régulation de la résistance périphérique global 3. La rétine est un tissu doublure stratifiée à l&#39;intérieur de l&#39;oeil. Sa principale fonction est de convertir la lumière incidente en un signal neuronal qui est encore propagée vers le cortex visuel de traitement d&#39;information visuelle. La fonction de la rétine est de voir le monde extérieur et toutes les structures oculaires impliqués dans ce processus sont optiquement transparent. Cela rend le tissu rétinien accessible pour l&#39;imagerie non-invasive de la microvascularisation 4. Imagerie rétinienne est utilisé pour identifier les maladies de l&#39;oeil. Par exemple, une forme avancée de la dégénérescence maculaire peut entraîner une perte de la vision due à la croissance de vaisseaux sanguins anormaux dans la macula. Ces vaisseaux sanguins ont tendance à être plus perméable et soumis à bleeding et une fuite de sang et de protéines à l&#39;intérieur ou au-dessous de la rétine. Les derniers événements sont responsables des dommages irréversibles aux photorécepteurs. Développement de glaucome est en corrélation avec un endommagement des cellules ganglionnaires et de leurs axones. L&#39;effet de ce processus conduit à ventouses de disque optique, qui peut être observée dans les images de la rétine 5. La rétinopathie diabétique est causée par une hyperglycémie qui entraîne des dommages dans les parois des vaisseaux rétiniens. Ceci peut conduire à une ischémie, la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins et un changement dans le réseau géométrique vasculaire. En outre, la barrière hémato-rétinienne peut être soumis à une panne, provoquant la fuite des capillaires et des anévrismes 6 hyperpermeable dilatés. Microvascularisation rétinienne montre une homologie avec les lits microvasculaires trouvés dans le cœur, les poumons et le cerveau 7. Il est établi que les maladies systémiques qui affectent la microcirculation du cerveau peuvent causer des changements parallèles dans la rétine. Artériolaire narrowing et le renforcement de la lumière artériolaire réflexe de la rétine est associée à des anomalies des vaisseaux, des lésions de la substance blanche et Lacunes qui sont causées par la maladie des petits vaisseaux cérébraux 8. Une relation significative a été découvert entre les veinules rétiniennes plus étroites, un réseau microvasculaire rétinienne altérée et l&#39;apparition de la maladie d&#39;Alzheimer. Il est suggéré que les cerveaux des patients ont une microvascularisation cérébrale altérée qui est également observable dans la rétine 9. Apparaît également de plus sur la corrélation entre les changements vasculaires rétiniennes et coronaire 10,11 maladie cardiaque. Le rapport entre le diamètre des artères rétiniennes et des veines rétiniennes (A / V) a été établi pour être un proxy sensible pour refléter l&#39;hypertension et l&#39;athérosclérose 12. Un rétrécissement des artères et l&#39;élargissement des veines, menant à un ratio diminué A / V, corrobore le risque d&#39;accident vasculaire cérébral et d&#39;infarctus du myocarde 13. L&#39;hypertension peut causer directeischémie rétinienne et des infarctus rétiniens qui deviennent visibles sous forme de taches de laine de coton et des taches blanches rétiniennes profondes 14. Serre et Sasongko récemment résumé la littérature et ils ont conclu que l&#39;exposition à la vie et facteurs de risque environnementaux (par exemple, l&#39;alimentation, l&#39;activité physique, le tabagisme et la pollution de l&#39;air) peut induire des changements morphologiques dans le lit microvasculaire rétinienne 15. Surtout, de tels changements de la rétine ont été associés à des facteurs de risque cardiovasculaire, avant même que les manifestations cliniques des maladies 16. Augmentation significative de l&#39;incidence de la morbidité et de la mortalité cardio-vasculaire ont été attribués à long terme et l&#39;exposition à court terme à des particules de la pollution atmosphérique 17,18. La recherche indique que les matières particulaires (PM), une fraction importante de la pollution de l&#39;air, contribue au développement de maladies cardiovasculaires et induit des événements cardiovasculaires 19,20. Une altération de la fonction dele lit microvasculaire semble jouer un rôle dans les associations observées. À cet égard, une association entre l&#39;exposition à la pollution de l&#39;air et des artérioles rétrécissement de la rétine a été rapporté par Adar et ses collègues 21. Le calibre des artérioles de la rétine était plus étroite et le calibre des veinules était plus large parmi les 4607 participants de l&#39;étude multi-ethnique de l&#39;athérosclérose (MESA) qui vivaient dans les zones avec une augmentation à long et à court terme l&#39;exposition aux PM 2,5 question (particules ≤ 2,5 um diamètre) 21. L&#39;inflammation systémique causée par l&#39;exposition à la pollution atmosphérique chronique peut entraîner des diamètres plus larges de veinules 22. Ceci corrobore les études qui rendent compte de l&#39;impact du tabagisme sur le lit microvasculaire rétinienne 23. Une récente publication fait état ​​sur ​​l&#39;association entre exposition à court terme de la pollution de l&#39;air et des changements microvasculaires chez les adultes en bonne santé (22-63 ans) mesurées avec fond de la rétine la photographie 24. Un Increasoi dans PM (particules ≤ 10 m de diamètre) 10 et la Colombie-Britannique (noir de carbone, un sous-produit de combustion qui peut être utilisé comme un proxy pour échappement diesel liée à la circulation) a été associée à une diminution des artérioles de calibre 24,25. Dans ce protocole vidéo scientifique, les procédures sont décrites pour recueillir fond d&#39;œil images de l&#39;œil, pour effectuer l&#39;analyse d&#39;image pour obtenir des artérioles et des vaisseaux veinulaire calibres, et de calculer centrale des artérioles rétiniennes équivalent (CRAE) et centrale de la rétine veinulaire équivalent (CRVE). Imagerie rétinienne gagne une attention accrue parce que la rétine est le seul tissu qui permet une analyse discrète de la microvascularisation et images peuvent être recueillies auprès de plus jeune âge jusqu&#39;à l&#39;âge de 26,27 ans. CRAE et CRVE semblent être des paramètres sensibles qui reflètent l&#39;impact du mode de vie modifiables et facteurs de risque cardiovasculaire de la maladie de l&#39;environnement sur la microvascularisation. Dans le manuscrit, la répétabilitéde l&#39;analyse de la cuve est démontrée. En outre, l&#39;applicabilité de l&#39;analyse des microvaisseaux de la rétine dans les études épidémiologiques est représenté en résumant nos résultats obtenus dans un design à mesures répétées avec un accent sur ​​l&#39;impact de la pollution particulaire de l&#39;air exposition 24.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="970">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:321px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:223px;">Company</td>
			<td style="width:196px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:231px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Canon CR-2 nonmydriatic retinal camera&#160;</td>
			<td>Hospithera (Brussels, Belgium)</td>
			<td></td>
			<td>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&#160; be checked before starting a study.</td>
		</tr>
		<tr height="357">
			<td height="357" style="height:357px;width:321px;">IVAN: Vessel Measurement Software</td>
			<td style="width:223px;"></td>
			<td style="width:196px;"></td>
			<td style="width:231px;">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&#8211;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 
			&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fundus photography as a convenient tool to study microvascular responses to cardiovascular disease risk factors in epidemiological studies

La microcirculation est constitué de vaisseaux sanguins avec des diamètres inférieurs à 150 um. Il représente une grande partie du système circulatoire et joue un rôle important dans le maintien de la santé cardiovasculaire. La rétine est un tissu qui tapisse l&#39;intérieur de l&#39;oeil et il est le seul tissu qui permet une analyse non-invasive de la microvascularisation. Aujourd&#39;hui, les images de fond d&#39;œil de haute qualité peuvent être obtenues par des caméras numériques. Images rétiniennes peuvent être collectées en 5 min ou moins, même sans dilatation des pupilles. Cette procédure discrète et rapide pour la visualisation de la microcirculation est intéressant d&#39;appliquer dans les études épidémiologiques et de surveiller la santé cardiovasculaire de jeune âge jusqu&#39;à la vieillesse. Les maladies systémiques qui affectent la circulation peuvent entraîner des changements morphologiques progressistes dans le système vasculaire rétinien. Par exemple, des changements dans les calibres des vaisseaux des artères et veines rétiniennes ont été associés à l&#39;hypertension, l&#39;athérosclérosesclérose en plaques, et un risque accru d&#39;accident vasculaire cérébral et d&#39;infarctus du myocarde. Les largeurs de navires sont calculés à l&#39;aide du logiciel d&#39;analyse d&#39;image et la largeur des six plus grandes artères et les veines sont résumés dans la centrale des artérioles rétiniennes équivalent (CRAE) et l&#39;équivalent centrale de la rétine des veinules (CRVE). Les dernières caractéristiques ont été montrés utiles pour étudier l&#39;impact du mode de vie modifiables et les facteurs de risque des maladies cardiovasculaires de l&#39;environnement. Les procédures pour l&#39;acquisition des images du fond d&#39;œil et les étapes de l&#39;analyse pour obtenir CRAE et CRVE sont décrits. Les coefficients de variation des mesures répétées de la CRAE et CRVE sont moins de 2% et intra-évaluateur fiabilité est très élevé. En utilisant une étude de panel, la réponse rapide des calibres des vaisseaux de la rétine à l&#39;évolution à court terme de la pollution atmosphérique particulaire, un facteur de risque connu pour la mortalité et la morbidité cardiovasculaire, est rapporté. En conclusion, l&#39;imagerie de la rétine est proposé comme un outil pratique et instrumentale pour studie épidémiologiques pour étudier les réponses microvasculaires à des facteurs de risque de maladies cardio-vasculaires.

Répétabilité de CRAE et CRVE Détermination Un panel de 61 personnes entre 22 et 56 ans et exempts de maladies cardiovasculaires cliniquement diagnostiqués a été recruté pour l&#39;étude de la répétabilité technique et de la variabilité intra-évaluateur de centrale des artérioles rétiniennes équivalent (CRAE) et centrale de la rétine veinulaire équivalents (CRVE) déterminations. Le fond de l&#39;oeil droit de chaque individu a été photographié deux fois dans un laps de tem...

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Fundus Photography as a Convenient Tool to Study Microvascular Responses to Cardiovascular Disease Risk Factors in Epidemiological Studies

Analyse de l&#39;image de la rétine est une procédure discrète pour visualiser la microcirculation. L&#39;impact des facteurs de risque de maladies cardio-vasculaires peut entraîner des changements de calibres des vaisseaux rétiniens. Les procédures pour l&#39;acquisition des images du fond d&#39;œil et les étapes pour calculer le navire calibres sont décrits.

Photographie fond comme un outil pratique pour étudier les réponses microvasculaires à des facteurs de risque de maladie cardiovasculaire dans les études épidémiologiques

The microcirculation consists of blood vessels with diameters less than 150 &#181;m. It makes up a large part of the circulatory system and plays an ...

fundus-photography-as-convenient-tool-to-study-microvascular

Research

JoVE Journal

Medicine

19.0K vues.  Flemish Institute for Technological Research (VITO).  Analyse de l'image de la rétine est une procédure discrète pour visualiser la microcirculation. L'impact des facteurs de risque de maladies cardio-vasculaires peut entraîner des changements de calibres des vaisseaux rétiniens. Les procédures pour l'acquisition des images du fond d'œil et les étapes pour calculer le navire calibres sont décrits. 

Vidéo: Fundus Photography as a Convenient Tool to Study Microvascular Responses to Cardiovascular Disease Risk Factors in Epidemiological Studies

Spectral Karyotyping to Study Chromosome Abnormalities in Humans and Mice with Polycystic Kidney Disease

Conventional method to identify and classify individual chromosomes depends on the unique banding pattern of each chromosome in a specific species being analyzed 1, 2. This classical banding technique, however, is not reliable in identifying complex chromosomal aberrations such as those associated with cancer. To overcome the limitations of the banding technique, Spectral Karyotyping (SKY) is introduced to provide much reliable information on chromosome abnormalities.
SKY is a multicolor fluorescence in-situ hybridization (FISH) technique to detect metaphase chromosomes with spectral microscope 3, 4. SKY has been proven to be a valuable tool for the cytogenetic analysis of a broad range of chromosome abnormalities associated with a large number of genetic diseases and malignancies 5, 6. SKY involves the use of multicolor fluorescently-labelled DNA probes prepared from the degenerate oligonucleotide primers by PCR. Thus, every chromosome has a unique spectral color after in-situ hybridization with probes, which are differentially labelled with a mixture of fluorescent dyes (Rhodamine, Texas Red, Cy5, FITC and Cy5.5). The probes used for SKY consist of up to 55 chromosome specific probes 7-10.
The procedure for SKY involves several steps (Figure 1). SKY requires the availability of cells with high mitotic index from normal or diseased tissue or blood. The chromosomes of a single cell from either a freshly isolated primary cell or a cell line are spread on a glass slide. This chromosome spread is labeled with a different combination of fluorescent dyes specific for each chromosome. For probe detection and image acquisition,the spectral imaging system consists of sagnac interferometer and a CCD camera. This allows measurement of the visible light spectrum emitted from the sample and to acquire a spectral image from individual chromosomes. HiSKY, the software used to analyze the results of the captured images, provides an easy identification of chromosome anomalies. The end result is a metaphase and a karyotype classification image, in which each pair of chromosomes has a distinct color (Figure 2). This allows easy identification of chromosome identities and translocations. For more details, please visit Applied Spectral Imaging website (<a href="http://www.spectral-imaging.com/" target="_blank">http://www.spectral-imaging.com/</a>).
SKY was recently used for an identification of chromosome segregation defects and chromosome abnormalities in humans and mice with Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease (ADPKD), a genetic disease characterized by dysfunction in primary cilia 11-13. Using this technique, we demonstrated the presence of abnormal chromosome segregation and chromosomal defects in ADPKD patients and mouse models 14. Further analyses using SKY not only allowed us to identify chromosomal number and identity, but also to accurately detect very complex chromosomal aberrations such as chromosome deletions and translocations (Figure 2).

Spectral Karyotyping (SKY) is an advanced cytogenetics technique to identify genomic and chromosomal aberrations. This technique takes advantage of chromosome painting probes, which allow classification of all chromosomes. SKY can also identify complex chromosome aberrations and segregation defects in mice and humans with various diseases, including polycystic kidney disease.

Caryotype spectral pour l&#39;étude d&#39;anomalies chromosomiques dans les humains et les souris de la maladie polykystique des reins

Conventional method to identify and classify individual chromosomes depends on the unique banding pattern of each chromosome in a specific species being ...

Recherche

Médecine

Isolation and Excision of Murine Aorta; A Versatile Technique in the Study of Cardiovascular Disease

Cardiovascular disease is a broad term describing disease of the heart and/or blood vessels. The main blood vessel supplying the body with oxygenated blood is the aorta. The aorta may become affected in diseases such as atherosclerosis and aneurysm. Researchers investigating these diseases would benefit from direct observation of the aorta to characterize disease progression as well as to evaluate efficacy of potential therapeutics. The goal of this protocol is to describe proper isolation and excision of the aorta to aid investigators researching cardiovascular disease. Isolation and excision of the aorta allows investigators to look at gross morphometric changes as wells as allowing them to preserve and stain the tissue to look at histologic changes if desired. The aorta may be used for molecular studies to evaluate protein and gene expression to discover targets of interest and mechanisms of action. This technique is superior to imaging modalities as they have inherent limitations in technology and cost. Additionally, primary isolated cells from a freshly isolated and excised aorta can allowing researchers to perform further in situ and in vitro assays. The isolation and excision of the aorta has the limitation of having to sacrifice the animal however, in this case the benefits outweigh the harm as it is the most versatile technique in the study of aortic disease.

Pathology of the aorta can lead to severe morbidity and mortality, therefore research of disease progression and potential therapies is warranted. Here, we present a protocol to isolate and excise the murine aorta to aid researchers in their investigation of cardiovascular disease.

Isolement et Excision de murin Aorte; Une technique polyvalente dans l&#39;étude des maladies cardiovasculaires

Cardiovascular disease is a broad term describing disease of the heart and/or blood vessels. The main blood vessel supplying the body with oxygenated ...

Adapting Human Videofluoroscopic Swallow Study Methods to Detect and Characterize Dysphagia in Murine Disease Models

This study adapted human videofluoroscopic swallowing study (VFSS) methods for use with murine disease models for the purpose of facilitating translational dysphagia research. Successful outcomes are dependent upon three critical components: test chambers that permit self-feeding while standing unrestrained in a confined space, recipes that mask the aversive taste/odor of commercially-available oral contrast agents, and a step-by-step test protocol that permits quantification of swallow physiology. Elimination of one or more of these components will have a detrimental impact on the study results. Moreover, the energy level capability of the fluoroscopy system will determine which swallow parameters can be investigated. Most research centers have high energy fluoroscopes designed for use with people and larger animals, which results in exceptionally poor image quality when testing mice and other small rodents. Despite this limitation, we have identified seven VFSS parameters that are consistently quantifiable in mice when using a high energy fluoroscope in combination with the new murine VFSS protocol. We recently obtained a low energy fluoroscopy system with exceptionally high imaging resolution and magnification capabilities that was designed for use with mice and other small rodents. Preliminary work using this new system, in combination with the new murine VFSS protocol, has identified 13 swallow parameters that are consistently quantifiable in mice, which is nearly double the number obtained using conventional (i.e., high energy) fluoroscopes. Identification of additional swallow parameters is expected as we optimize the capabilities of this new system. Results thus far demonstrate the utility of using a low energy fluoroscopy system to detect and quantify subtle changes in swallow physiology that may otherwise be overlooked when using high energy fluoroscopes to investigate murine disease models.

This study successfully adapted human videofluoroscopic swallowing study (VFSS) methods for use with murine disease models for the purpose of facilitating translational dysphagia research.

Adaptation vidéofluoroscopie Swallow Méthodes étude humaine pour détecter et caractériser dysphagie dans les modèles murins de la maladie

This study adapted human videofluoroscopic swallowing study (VFSS) methods for use with murine disease models for the purpose of facilitating ...

Using Adeno-associated Virus as a Tool to Study Retinal Barriers in Disease

M&#252;ller cells are the principal glial cells of the retina. Their end-feet form the limits of the retina at the outer and inner limiting membranes (ILM), and in conjunction with astrocytes, pericytes and endothelial cells they establish the blood-retinal barrier (BRB). BRB limits material transport between the bloodstream and the retina while the ILM acts as a basement membrane that defines histologically the border between the retina and the vitreous cavity. Labeling M&#252;ller cells is particularly relevant to study the physical state of the retinal barriers, as these cells are an integral part of the BRB and ILM. Both BRB and ILM are frequently altered in retinal disease and are responsible for disease symptoms.
There are several well-established methods to study the integrity of the BRB, such as the Evans blue assay or fluorescein angiography. However these methods do not provide information on the extent of BRB permeability to larger molecules, in nanometer range. Furthermore, they do not provide information on the state of other retinal barriers such as the ILM. To study BRB permeability alongside retinal ILM, we used an AAV based method that provides information on permeability of BRB to larger molecules while indicating the state of the ILM and extracellular matrix proteins in disease states. Two AAV variants are useful for such study: AAV5 and ShH10. AAV5&#160;has a natural tropism for photoreceptors but it cannot get across to the outer retina when administered into the vitreous when the ILM is intact (i.e., in wild-type retinas). ShH10 has a strong tropism towards glial cells and will selectively label M&#252;ller glia in both healthy and diseased retinas. ShH10 provides more efficient gene delivery in retinas where ILM is compromised. These viral tools coupled with immunohistochemistry and blood-DNA analysis shed light onto the state of retinal barriers in disease.

To investigate the blood-retinal barrier permeability and the inner limiting membrane integrity in animal models of retinal disease, we used several adeno-associated virus (AAV) variants as tools to label retinal neurons and glia. Virus mediated reporter gene expression is then used as an indicator of retinal barrier permeability.

Utilisant le virus adéno-associé comme un outil pour étudier les obstacles dans la maladie de la rétine

M&#252;ller cells are the principal glial cells of the retina. Their end-feet form the limits of the retina at the outer and inner limiting membranes ...

Vein Interposition Model: A Suitable Model to Study Bypass Graft Patency

Bypass grafting is an established treatment method for coronary artery disease. Graft patency continues to be the Achilles heel of saphenous vein grafts. Research models for bypass graft failure are essential for a better understanding of pathobiological and pathophysiological processes during graft patency loss. Large animal models, such as pigs or sheep, resemble human anatomical structures but require special facilities and equipment. This video describes a rat vein interposition model to investigate vein graft patency loss. Rats are inexpensive and easy to handle. Compared to mouse models, the convenient size of rats permits better operability and enables a sufficient amount of material to be obtained for further diverse analysis. In brief, the inferior epigastric vein of a donor rat is harvested and used to replace a segment of the femoral artery. Anastomosis is conducted via single stitches and sealed with fibrin glue. Graft patency can be monitored non-invasively using duplex sonography. Myointimal hyperplasia, which is the main cause for graft patency loss, develops progressively over time and can be calculated from histological cross sections.

This video demonstrates a model to study the development of myointimal hyperplasia after venous interposition surgery in rats.

Vein Interposition Modèle: un modèle approprié pour étudier Bypass Graft Patency

Bypass grafting is an established treatment method for coronary artery disease. Graft patency continues to be the Achilles heel of saphenous vein grafts. ...

Smartphone Fundus Photography

Smartphone fundus photography is a simple technique to obtain ocular fundus pictures using a smartphone camera and a conventional handheld indirect ophthalmoscopy lens. This technique is indispensable when picture documentation of optic nerve, retina, and retinal vessels is necessary but a fundus camera is not available. The main advantage of this technique is the widespread&#160;availability of smartphones that allows documentation of macula and optic nerve changes in many settings that was not previously possible. Following the well-defined steps detailed here, such as proper alignment of the phone camera, handheld lens, and the patient&#39;s pupil, is the key for obtaining a clear retina picture with no interfering light reflections and aberrations. In this paper, the optical principles of indirect ophthalmoscopy and fundus photography will be reviewed first. Then, the step-by-step method to record a good quality retinal image using a smartphone will be explained.

Fundus photography normally requires specialized fundus cameras that are not always available in all clinical settings.&#160;Here, a simple method to record ocular fundus images using a smartphone camera and a conventional high-plus handheld indirect ophthalmoscopy lens is described.

Photographie de fonds de téléphones intelligents

Smartphone fundus photography is a simple technique to obtain ocular fundus pictures using a smartphone camera and a conventional handheld indirect ...

Laser Doppler: A Tool for Measuring Pancreatic Islet Microvascular Vasomotion In Vivo

As a functional status of microcirculation, microvascular vasomotion is important for the delivery of oxygen and nutrients and the removal of carbon dioxide and waste products. The impairment of microvascular vasomotion might be a crucial step in the development of microcirculation-related diseases. In addition, the highly vascularized pancreatic islet is adapted to support endocrine function. In this respect, it seems possible to infer that the functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion might affect pancreatic islet function. Analyzing the pathological changes of the functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion may be a feasible strategy to determine contributions that pancreatic islet microcirculation makes to related diseases, such as diabetes mellitus, pancreatitis, etc. Therefore, this protocol describes using a laser Doppler blood flow monitor to determine the functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion, and to establish parameters (including average blood perfusion, amplitude, frequency, and relative velocity of pancreatic islet microvascular vasomotion) for evaluation of the microcirculatory functional status. In a streptozotocin-induced diabetic mouse model, we observed an impaired functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion. In conclusion, this approach for assessing pancreatic islet microvascular vasomotion in vivo may reveal mechanisms relating to pancreatic islet diseases.

Laser Doppler: A Tool for Measuring Pancreatic Islet Microvascular Vasomotion In Vivo

Pancreatic islet microvascular vasomotion regulates islet blood distribution and maintains the physiological function of islet &#946; cells. This protocol describes using a laser Doppler monitor to determine the functional status of pancreatic islet microvascular vasomotion in vivo and to assess the contributions of pancreatic islet microcirculation to pancreatic-related diseases.

Laser Doppler : Un outil pour mesurer les îlots pancréatiques vasomotricité microvasculaire In Vivo

As a functional status of microcirculation, microvascular vasomotion is important for the delivery of oxygen and nutrients and the removal of carbon ...

Conducting Maximal and Submaximal Endurance Exercise Testing to Measure Physiological and Biological Responses to Acute Exercise in Humans

Regular physical activity has a positive effect on human health, but the mechanisms controlling these effects remain unclear. The physiologic and biologic responses to acute exercise are predominantly influenced by the duration and intensity of the exercise regimen. As exercise is increasingly thought of as a therapeutic treatment and/or diagnostic tool, it is important that standardizable methodologies be utilized to understand the variability and to increase the reproducibility of exercise outputs and measurements of responses to such regimens. To that end, we describe two different cycling exercise regimens that yield different physiologic outputs. In a maximal exercise test, exercise intensity is continually increased with a greater workload resulting in an increasing cardiopulmonary and metabolic response (heart rate, stroke volume, ventilation, oxygen consumption and carbon dioxide production). In contrast, during endurance exercise tests, the demand is increased from that at rest, but is raised to a fixed submaximal exercise intensity resulting in a cardiopulmonary and metabolic response that typically plateaus. Along with the protocols, we provide suggestions on measuring physiologic outputs that include, but are not limited to, heart rate, slow and forced vital capacity, gas exchange metrics, and blood pressure to enable the comparison of exercise outputs between studies. Biospecimens can then be sampled to assess cellular, protein, and/or gene expression responses. Overall, this approach can be easily adapted into both short- and long-term effects of two distinct exercise regimens.

To assess the influence of exercise intensity on physiologic and biologic responses, two different exercise testing protocols were utilized. Methods outlining exercise testing on a cycle ergometer as an incremental maximal oxygen consumption test and endurance, steady state submaximal endurance test are described.

Réalisation d’un exercice d’Endurance maximale et sous-maximale tests pour mesurer les réponses physiologiques et biologiques à un exercice aigu chez l’homme

Regular physical activity has a positive effect on human health, but the mechanisms controlling these effects remain unclear. The physiologic and biologic ...

The Dyspepsia Educational Tool As a Novel Aid in Dyspepsia Management

Digital educational tools have a well-established role in current healthcare. In particular, disorders that are managed non-pharmacologically benefit from this development, as it enables patient engagement in self-management. Dyspepsia is a condition thought to arise from gastric and duodenal perturbations, brain-gut axis disturbances, and dietary factors. Behavioral interventions are a major part of dyspepsia treatment, hence patient engagement and motivation through education is essential. Protocols that describe the development process of such educational tools are scarce. We provide a methodology describing development of a dyspepsia educational tool. Assessment of users' needs is the first step, followed by a literature search. The content is developed based on the main themes and entered into a content management system, to build the program. Final adjustments are made after a pilot test of the tool. The presented protocol can be used as a guide for development of a digital dyspepsia educational tool or as a tool for similar situations.

This protocol describes the development process of a digital dyspepsia educational tool. Assessment of unmet needs and literature, content development, and building of the tool are presented. The methodology can be used as a guide for future development of digital educational tools.

L'outil éducatif dyspepsie comme une aide nouvelle dans la gestion de la dyspepsie

Digital educational tools have a well-established role in current healthcare. In particular, disorders that are managed non-pharmacologically benefit from ...

A Cryoinjury Model to Study Myocardial Infarction in the Mouse

The use of animal models is essential for developing new therapeutic strategies for acute coronary syndrome and its complications. In this article, we demonstrate a murine cryoinjury infarct model that generates precise infarct sizes with high reproducibility and replicability. In brief, after intubation and sternotomy of the animal, the heart is lifted from the thorax. The probe of a handheld liquid nitrogen delivery system is applied onto the myocardial wall to induce cryoinjury. Impaired ventricular function and electrical conduction can be monitored with echocardiography or optical mapping. Transmural myocardial remodeling of the infarcted area is characterized by collagen deposition and loss of cardiomyocytes. Compared to other models (e.g., LAD-ligation), this model utilizes a handheld liquid nitrogen delivery system to generate more uniform infarct sizes.

This article demonstrates a model to study cardiac remodeling after myocardial cryoinjury in mice.

Un modèle cryo-blessure pour étudier l'infarctus du myocarde chez la souris

The use of animal models is essential for developing new therapeutic strategies for acute coronary syndrome and its complications. In this article, we ...