대기 오염 미립자 할 수있는 미세 혈관 반응에 대한 결과는 환경 보건 전망 (24)의 허가를 재현됩니다. 검증 기상 및 공기 품질 데이터는 친절 벨기에 왕립 기상 연구소 플랑드르 환경청에 의해 제공되었다. 망막 이미지 분석 소프트웨어 박사 N. 페리 어 (공학 매디슨 학교 및 안저 사진 독서 센터, 안과학 교실 및 Visual 과학, 위스콘신 - 매디슨 대학)로부터 얻은 것입니다. Tijs Louwies 및 Eline 학장은 VITO 교제 지원됩니다. Eline 학장은 플랑드르 과학 기금의 뜻을 품은 연구 교제를 보유하고있다. 팀 S. NAWROT는 유럽 연구위원회 시작 교부금의 소유자이다.

하셀 트 대학의 윤리위원회와 대학 병원 앤트워프는 연구를 승인했다. 참가자는 참가하는 자신의 동의서를 주었다. 1 장비 설정 <ol><li> 디지털 망막 카메라와 기기의 메인 블록에서 검은 색 보호 껍질을 제거합니다. </li><li> 배터리 함을 열고 카메라의 배터리를 넣습니다. 배터리와 본체를 연결하는 와이어를 분리하지 마십시오. </li><li> 본체에 카메라를 나사 및 두 개의 전선을 연결합니다. 파워 그리드와 제공된 USB 케이블로 컴퓨터 본체를 연결합니다. </li><li> &quot;on&quot;으로 ON / OFF 버튼을 전환하여 본체를 시작합니다. &quot;on&quot;으로 ON / OFF 버튼을 전환하여 카메라를 시작합니다. </li><li> 컴퓨터를 시작합니다. 이것은 본체와 컴퓨터 사이의 연결 오류를 방지한다. </li></ol> 2 캡처 사진 <ol><li> 망막 Imagi 시작NG 제어 소프트웨어 (및 필수 암호를 입력). 소프트웨어는 디지털 카메라의 망막 부분 (링크 용 재료 표 참조). </li><li> 화면의 왼쪽 상단에있는 &quot;연구&quot;아이콘을 클릭하여 연구를 시작합니다. 환자가 이미 시스템에있는 경우 새로운 환자를 들어, 등 환자 ID, 환자 이름, 생년월일, 모든 세부 사항을 입력 &quot;환자 ID&quot;를 입력하고 &quot;검색 기록 목록&quot;을 사용합니다. 연구를 시작하는 환자의 이름을 두 번 클릭합니다. </li><li> 사진을 위해 머리를 &quot;잠금&quot;턱 휴식과 이마 나머지에 대한 이마에 그 / 그녀의 턱을 배치, 카메라 앞에 자리를 취할 환자를 요청합니다. </li><li> 바로 카메라의 렌즈를 들여다 환자를 요청합니다. 오른쪽 또는 왼쪽 눈에 수평 (XY) 평면에서 카메라를 이동합니다. </li><li> 카메라 화면에 표시되는 두 개의 원 안에 환자의 각막의 위치를​​ 턱 받침대를 사용합니다. 미세 조정조이스틱 휠을 이용하여. </li><li> 원 내의 환자의 동공 위치시키기 위해 XY 평면에서 후방으로, 옆으로, 앞으로 이동 카메라. 학생이 연속 원을 형성해야합니다. 이것에 의해, 환자의 홍채는 두 개로 분할된다. </li><li> 망막 각막 전환 조이스틱에서 &quot;다시 트리거&quot;를 사용합니다. 이 단계에서 환자는 녹색 광을 관찰한다. 녹색 빛을보고 환자를 요청합니다. </li><li> 조이스틱의 기지에서 바퀴가 켜져있을 때 팝업이 선을 정렬하여 카메라 초점을 맞 춥니 다. 두 줄의 연속 선을 형성 할 때까지 바퀴를 돌립니다. </li><li> 사진을위한 최적의 위치에 눈을 배치하는 녹색 빛을 사용합니다. 필요한 경우, 카메라의 오른쪽 화살표 버튼을 이용하여 빛을 이동. 광학 디스크가이 카메라의 화면을 중심으로하는 방식으로 녹색 빛을 놓습니다. </li><li> switchi 후 등장이 흰 반점 검색(단계 2.7) 망막 겨. 관광 명​​소를 찾으려면, XY 평면에서 단위를 이동합니다. 반점은 흐릿​​한 얼룩으로 볼 수 있습니다. 흐린 얼룩 밝은 흰색 반점으로 바뀔 때까지 앞으로 또는 뒤로 장치를 이동합니다. 밝고 반점 둥글게, 영상의 더 나은 품질이다. 모두 볼 수 있습니다 때까지 지점을 놓습니다. 카메라 디스플레이의 중간에 지점을 가지고 조이스틱에있는 작은 휠을 사용합니다. </li><li> (단계 2.8에서) 두 줄의 연속 선을 형성하고 있는지 확인합니다. 시신경 유두는 카메라 화면의 중앙에 두 개의 밝은 흰색 반점 측면에 선다. 조이스틱의 상단에있는 버튼을 발사하여 망막 사진을 가져 가라. </li><li> 컴퓨터 화면의 오른쪽 하단 모서리에있는 &quot;연구 완료&quot;버튼을 눌러 사진을 저장합니다. 연구를 완료하면 자동으로지도에 사진을 저장하고 연구를 닫습니다. </li></ol> 망막 사진의 3 분석 <ol><li> MEAS에 의한 규모의 비율을 결정황반 (중심와)의 중심 사이의 거리 및 시신경 유두의 중심 (맹점) uring. 해부학 적으로이 거리가 4,500 μm의 수 또는 후자는 약 1,800 μm의 존재와, 시신경 유두의 직경을 2.5 배 결정된다. 거리를 픽셀 단위로 측정되어 있는지 확인합니다. 황반 및 사각 지대 사이 (픽셀)의 거리로 4500을 나누어 규모의 비율을 계산합니다. </li><li> 망막 혈관 분석 소프트웨어 &quot;이반&quot;을 엽니 다. 참고 :이 소프트웨어는 매디슨 위스콘신 대학에서 생성됩니다. 이반의 사용에 대한 자세한 정보는 사용 설명서에서 가져옵니다. </li><li> 스케일 비율로 입력하고 구성을 통해 진행합니다. </li><li> 세 노란색 반지는 망막 사진에 나타나는지 확인합니다. 스케일 비는 내부 원의 반경을 결정하고, 시신경 유두 둘러싸. 내부 링의 중간 지점이 시신경 유두의 중간 지점에 있는지 확인합니다. 이 경우가 아니라면,을 조정커서 키를 이용하여 원의 위치. 중간 및 외주 원의 반경 2 배이며, 각각 내부 원의 반경보다 큰 배. 이러한 방식으로, 영역 B와는 광학 디스크로부터 고정 된 거리에서 생성된다. </li><li> 망막 이미지가 사진의 중앙에있는 광학 디스크를 가지고 있는지 확인하십시오. 이 영역 B의 화상의 선명한 초점을 보장하고이 그레이딩 공정 (도 4a)를 용이하게한다. </li><li> 소프트웨어가 자동으로 혈관을 검출하고, 세정맥 (도 4b)으로 이들 용기를 할당하는 관찰한다. </li><li> 생리 학적 차이에 따라 동맥과 정맥의 혈관을 구분합니다. 동맥은 빨간색으로 표시 청색 (그림 4C)에 정맥됩니다. 각 선박을 식별하기 위해 다음 지침을 사용 : <ol><li> 용기의 색상을 결정합니다. 동맥은 강력한 중앙 빛 반사와 밝은 오렌지 - 붉은 색을 가지고있다. 정맥은 보라색 어두운이거의 또는 전혀 중앙 빛의 반사와 - 레드 색상입니다. </li><li> 선박의 진로를 결정합니다. 동맥은 윤곽에서 곧은 부드러운 경향이있다; 그들은 경로와 윤곽의 양쪽 모두에 더 많은 일반 있습니다. 정맥은 일반적으로 더 고통스러운, 그리고 개요 및 직경이 불규칙하다. 세정맥는 대응 세동맥보다 디스크 여백 직경 넓다. </li><li> 앞의 용기의 주석을보고 용기를 식별합니다. 원칙적으로, 세정맥과 세동맥을 대체. 별개 세정맥 실측 경우 따라서, 다음 용기 세동맥 될 가능성이다. </li><li> 횡단 패턴을 정의합니다. 일반적으로 동맥은 동맥을 통과하지 않고, 정맥은 정맥을 통과하지 않습니다. 알 수없는 정체성의 선박이 존 B에 대한 정맥 내 지점 또는 원위 교차하는 경우, 알 수없는 용기 세동맥입니다. 이 지역 B에 세동맥 내 지점 또는 원위 교차하는 경우, 그것은 세정맥이다. </li><li> 그들을 추적하여 작은 가지를 확인 proximall그들의 부모 혈관으로부터 분기하여 Y는의 아이덴티티는 처음 두 기준에서 명백하다. 횡단 및 branchings을 차별화하는 선박 사이에 각도를 사용합니다. 참고 : 횡단 거의 수직 (90 °) 또는이 용기를 병렬로 전기가되는 경우, 교차의 각도가 매우 얕은 수 있습니다 자주 아르 (이하 30 °). Branchings 보통 (30 ° 45 °에서 두 지점 사이의 각도) 수직보다 다소 적습니다. </li><li> 등급 영역에서 선박의 전체 길이를 선택합니다. 선택한 용기의 표준 편차가 10보다 작은 표준 편차의 값을 초과 좋은 측정을 표시하지 않습니다 있는지 확인하십시오. </li></ol></li><li> 소프트웨어 자체에 의해 선택되지 않은 선박을 선택하기 위해 소프트웨어 도구를 사용합니다. 동일한 규칙이 소프트웨어에 의해 자동으로 선택된 용기에 대한 이러한 용기에 대해 적용된다. </li><li> 결정 망막 중심 동맥과 세정맥 상당 (CRAE및 CRVE) 자동 이반있다. </li><li> 파 및 허바드 (28)의 수정 된 공식을 사용하여 해당 분기의 딸 선박에서 CRAE 및 CRVE을 계산합니다. 참고 : 경험적으로 유도 분기 계수와 줄기와 가지 사이의 관계는, 선박 등가물을 대략 두 수식을 다음에 제시되어있다. 이반은 CRAE 및 CRVE을 계산하는 여섯 가장 큰 동맥과 정맥을 사용합니다. 수식을 중심 동맥 (또는 세정맥) 선박과 동등한 얻을 때까지 최대 6 동맥 (또는 정맥)을 짝하는 반복 절차에 적용됩니다. 소동맥 : <img alt="식 (1)" fo:content-width="1in" src="/files/ftp_upload/51904/51904eq1.jpg" /> (1) 정맥 : <img alt="식 (2)" fo:content-width="1in" src="/files/ftp_upload/51904/51904eq2.jpg" /> (2) 여기서 w ​​1, w 2, 및 W는 각각 좁아 지, 넓은 지, 그리고 부모 트렁크의 폭이다. 참고 : 그쪽으로 가정최대 6 소동맥이 120, 110, 100, 90, 80, 및 70 μm의 폭이 망막 사진에 t. 식 (1)에 120과 70을 넣어뿐만 아니라 첫 번째 반복 한 후 110, 80, 100 및 90과 같은 세 가지 값이있다 : 122.2, 120.0 및 118.4입니다. 149.8를 산출, 122.2 및 118.4 페어링하여 다음 반복을 수행합니다. 최종 반복에 중간 번호 (120.0)를 통해 수행한다. 쌍 149.8과 120.0는 CRAE위한 168.7을 얻었다. </li></ol>

저자들은 실제 또는 잠재적 경쟁 금전적 이해 관계가없는 선언합니다.

<html> 망막 화상 분석 역학 연구에서 미세 혈관 반응을 연구하는데 편리한 수단으로 제안된다. 운전자가 경험되면 안저 사진을 찍을 미만 5 분 걸린다. 또한, 미세 순환을 시각화이 눈에 거슬리지 절차는 나이에 이른 나이까지 참가자를 사용할 수 있습니다. 문학은 망막 혈관의 형태 학적 변화 사이의 연관성에 대하여 증가하고 수정 라이프 스타일과 환경 위험 (예 : 용기의 구?...

미세는 150 μm의보다 직경 혈관으로 구성되어 있으며 작은 저항 동맥, 세동맥, 모세 혈관과 정맥을 포함한다. 이러한 혈관 순환계의 많은 부분을 구성하는 심혈관 건강을 유지하는데 중요한 역할을한다. 150 μM의 혈관 직경은 생리적 및 물리적 한계이다. 직경 미만 150 μm의 혈관의 유변학 적 특성은 큰 동맥 다르다. 또한,이 자동 조절 저항 변화의 대부분은 혈류 자동 조절 일을 나타내는 혈관 침대에서 다운 스트림 150 μm의에서 발생합니다. 미세 두 가지 중요한 기능이 있습니다. 주요 기능은 조직에 맞도록 요구하고 노폐물과 이산화탄소를 배출하기 위하여 산소 및 대사 기질과 세포를 제공하는 것이다. 과거 혈관 및 미세 혈관 유동 패턴의 수의 변화는 효과적인 교환 표면적을 감소시키고있다 LEA최적 조직 관류 및 고장 D 대사 수요 2를 충족합니다. 또한, 수압은 혈관계 내에 떨어지고 미세 전체적인 주변 3 저항을 조절하는 역할을한다. 망막은 눈의 내부 안감 층상 조직이다. 그것의 주요 기능은 상기 시각 정보를 처리하는 시각 피질에 전달되는 신경 신호로 들어오는 빛을 변환한다. 망막의 기능은 외부 세계,이 프로세스에 관련된 모든 안구 구조는 광학적으로 투명하게 볼 수있다. 이것은 미세 혈관 (4)의 비 침습적 이미징 망막 조직에 접근한다. 망막 이미징은 눈의 질환을 확인하는 데 사용되고있다. 예를 들어, 황반​​ 변성증의 진보 된 형태로 인해 황반에 비정상적인 혈관 성장의 시력 상실을 초래할 수있다. 이러한 혈관 흘리며 더 투과성과 피사체 경향g 및 망막 내 또는 아래에 혈액 단백질의 유출. 후자의 이벤트는 광 수용체에 돌이킬 수없는 손상에 대한 책임이 있습니다. 녹내장의 개발은 신경​​절 세포 축색 돌기의 손상과 연관시킵니다. 이 프로세스의 효과는 망막 화상 5에서 관찰 될 수있는 광학 디스크로 넣는 리드. 당뇨 망막 병증은 망막 혈관 벽에 손상을 리드 고혈당에 의해 발생합니다. 이는 국소 빈혈, 새로운 혈관의 성장과 혈관 네트워크 형상의 변화를 초래할 수있다. 또한, 혈액 망막 장벽이 열렸 hyperpermeable 모세 혈관 동맥류 6의 누출을 일으키는 파괴의 대상이 될 수 있습니다. 망막 미세 혈관은 심장, 폐, 뇌 7에있는 미세 혈관 침대 동성을 보여줍니다. 이것은 뇌 미세 순환에 영향을 미치는 전신 질환은 망막에 평행 변화를 일으킬 수 있다는 것을 확립된다. 해당 없음 동맥rrowing 및 망막의 강화 동맥 빛의 반사는 뇌의 작은 혈관 질환 (8)에 의해 발생하는 혈관 이상, 백질 병변과 lacunes와 연결되어 있습니다. 중요한 관계는 좁은 망막 정맥, 변경된 망막 미세 혈관 망 및 알츠하이머 병의 발생 사이에 발견되었다. 그것은 환자의 뇌는 망막 구에서 관찰 할 수있는 변형 된 뇌 미세 혈관을하는 것이 좋습니다. 증거가 망막 혈관 변화 및 관상 동맥 심장 질환 10,11 사이의 상관 관계에 대해 증가된다. 망막 동맥 및 망막 혈관 (A / V)의 직경 사이의 비는 고혈압과 동맥 경화증 (12)을 반영하기 위해 프록시 민감한 것으로 밝혀졌다. 감소 된 A / V 비율로 이어지는 동맥과 정맥의 넓히기의 협착은 뇌졸중, 심근 경색 13의 위험을 확증한다. 고혈압은 직접이 발생할 수 있습니다망막 허혈 및 면화 반점과 깊은 망막 흰색 반점 (14)와 같은 가시가되어 망막 경색. 세르 및 Sasongko 최근 문헌 요약 그들은 생활 환경 위험 인자 (예를 들어, 다이어트, 신체 활동, 흡연, 대기 오염)에 대한 노출은 망막 미세 혈관 침대 (15)에 형태 학적 변화를 유도 할 수 있다고 결론 지었다. 중요한 것은, 망막 변화에도 질병 16의 임상 양상 전에, 심혈관 위험 인자와 관련이있다. 심혈 관계 이환율과 사망률의 발생에 중요한 증가는 장기 기인 한 단기 노출 대기 오염 17, 18 입자상. 연구, 즉 입자상 물질 (PM), 대기 오염의 중요한 부분을 나타낸다 심혈관 질환의 발전에 기여하고 심혈관 19,20을 유도한다. 의 기능 장애미세 혈관 베드 관찰 협회에서 역할을하는 것으로 생각된다. 이러한 점에서, 공기 오염에 노출하고 좁혀 망막 동맥 간의 연관 아달와 동료 (21)에 의해보고되었다. 망막 동맥의 구경이 좁아과 세정맥 구경에 2.5 μm의 ≤ PM 2.5 (입자상 물질로 증가 장단기 노출 지역에 거주 죽상 경화증 (MESA)의 다중 민족 연구의 4607 참가자들 사이 넓은했다 직경) 21. 만성 대기 오염 노출로 인한 전신 염증 넓은 세정맥 지름 22 발생할 수 있습니다. 이것은 망막 미세 혈관 침대 23에 흡연의 영향을보고하는 연구를 확증. 단기 대기 오염 노출과 망막 안저 사진 (24)로 측정 건강한 성인의 미세 혈관 변화 (나이 22-63년) 사이의 연관에 최근 게시보고합니다. increaPM (10) (입자 지름 10 μM ≤ 물질) 및 BC에서 SE는 (카본 블랙은, 트래픽에 관련된 디젤 배기를위한 프록시로서 사용될 수 부산물 연소) 세동맥 구경 (24, 25)의 감소와 관련되었다. 이 과학적인 비디오 프로토콜에서의 절차는 동맥과 세정맥 선박 구경을 얻기 위해 이미지 분석을 수행하고, 이에 상응하는 망막 중심 동맥 (CRAE)과 중앙 망막 세정맥 상당 (CRVE)를 계산하기 위해, 눈의 안저 사진을 수집 할 수 있도록 서술되어있다. 망막은 나이 26, 27까지 이른 나이에서 수집 할 수있는 미세 혈관과 이미지의 눈에 거슬리지 분석을 수있는 유일한 조직이기 때문에 망막 이미징은 관심을 증가 얻고있다. CRAE 및 CRVE은 수정 라이프 스타일과 미세 혈관에 환경 심혈관 질환 위험 요인의 영향을 반영하는 중요한 변수가 될 것으로 보인다. 원고에서, 반복성용기 분석 설명된다. 또한, 역학 연구에서 망막 미세 혈관 분석의 적용은 입자상 공기 오염에 노출 (24)의 영향을 중심으로 한 회 반복 측정에서 얻어진 설계 우리의 연구 결과를 요약하여 나타낸다.

<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

미세는 150 μm의보다 직경 혈관으로 구성되어 있습니다. 이 순환계의 많은 부분을 차지하는 심혈관 건강을 유지하는데 중요한 역할을한다. 망막은 그 라인의 눈의 내부 조직이며 미세 혈관의 비 침습성 분석을 허용하는 유일한 조직이다. 요즘, 고품질 안저 화상이 디지털 카메라를 이용하여 획득 될 수있다. 망막 화상 심지어 학생의 팽창없이, 5 분 이내에 회수 될 수있다. 미세 순환을 시각화이 눈에 거슬리지하고 빠른 절차는 역학 연구에 적용 할 노년에 이른 나이부터 다시 심장 혈관 건강을 모니터링하는 매력적이다. 혈액 순환에 영향을 미치는 전신 질환은 망막 혈관의 진보적 인 형태 학적 변화가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 망막 동맥과 정맥의 혈관 구경의 변화가 고혈압, athero과 관련되어있다경화증, 뇌졸중 및 심근 경색의 위험이 증가. 선박의 폭은 이미지 분석 소프트웨어와 육 가장 큰 동맥의 폭을 사용하여 유도하고 정맥은 이에 상응하는 망막 중심 동맥 (CRAE)와 중앙 망막 세정맥 상당 (CRVE)에 요약되어 있습니다. 후자의 기능은 수정 생활 환경 및 심혈관 질환 위험 인자의 영향을 연구하는 유용한 것으로 나타났다. 절차는 안저 화상과 CRAE 및 CRVE가 설명된다 얻었다 분석 단계를 취득한다. CRAE 및 CRVE의 반복 측정의 변동 계수는 2 % 미만이고 내-레이터 신뢰성이 매우 높다. 패널 연구 입자상 대기 오염 단기 변화 망막 혈관 탄환의 빠른 응답을 사용하여, 심혈관 사망률과 질병률을위한 공지 된 위험 인자가보고된다. 결론적으로, 망막 이미징 역학 studie 편리하고 쓸모있는 도구로 제안의 심혈관 질환의 위험 요인에 대한 미세 혈관 반응을 연구한다.

CRAE 및 CRVE 결정의 반복 22~56년 이전 및 임상 진단 심혈관 질환이없는 사이에 61 개인의 패널 기술 반복성과 이에 상응하는 망막 중심 동맥 (CRAE)과 중앙 망막 세정맥 상당 (CRVE) 결정의 내 - 평가자 변동성을 공부 보충되었다. 각각의 오른쪽 눈의 망막은 (도 1 및 2) 망막 카메라를 사용하여 5 분의 시간주기 내에서 두 번 촬영했다. 이 절차는 대략 하루 동시...

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

망막 화상 분석을 미세 시각화 거슬리지 절차이다. 심혈 관계 질환의 위험 요인의 영향은 망막 혈관 구경의 변화가 발생할 수있다. 절차는 탄환이 설명되어 용기를 계산 안저 화상과 같이 획득한다.

편리한 도구로 안저 사진은 역학 연구에서 심혈관 질환의 위험 요인에 대한 미세 혈관 응답을 연구하기 위해

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 조회수.  Flemish Institute for Technological Research (VITO).  망막 화상 분석을 미세 시각화 거슬리지 절차이다. 심혈 관계 질환의 위험 요인의 영향은 망막 혈관 구경의 변화가 발생할 수있다. 절차는 탄환이 설명되어 용기를 계산 안저 화상과 같이 획득한다. 

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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.

Polycystic 신장 질환과 함께 인간과 마우스의 염색체 이상을 공부하는 스펙트럼 Karyotyping

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

연구

의학

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.

분리 및 설치류 대동맥 절제; 심혈관 질환의 연구에 다목적 기술

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.

인간 Videofluoroscopic 삼키기 연구 방법을 적응하는 것은 검색 및 설치류 질병 모델에서 연하의 특성을

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.

도구로 아데노 관련 바이러스를 사용하여 질병 망막 장벽을 연구하는

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.

정맥 삽입 위치 모델 : 바이 패스 이식 개통을 연구하기위한 적절한 모델

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.

스마트 폰 안저 사진

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.

레이저 도플러: 췌 장 섬 Microvascular Vasomotion에 Vivo에서 측정 하기 위한 도구

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.

최대한 하 고 Submaximal 지구력 운동 인간에서 급성 운동 생리 및 생물학 응답을 측정 하기 위해 테스트를 실시

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.

소화 불량 장애 관리에 새로운 원조로 소화 불량 교육 도구

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.

마우스에서 심근 경색을 연구하는 극저온 손상 모델

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