Methodiken der Retinalen Gefäßanalyse
Die Retinale Gefäßanalyse, welche sowohl statisch als auch dynamisch ablaufen kann, bietet beispiellose Möglichkeiten zur nichtinvasiven Untersuchung der lebensnotwendigen und gesundheitsrelevanten Mikrozirkulation. Sie liefert wichtige Informationen über die systemische Gefäßgesundheit von Patienten. Als »Spiegelbild« mikrovaskulärer Gefäßveränderungen des gesamten Körpers ermöglicht die Gefäßanalyse wichtige Rückschlüsse auf Systemerkrankungen und die Entwicklung von Endorganschäden.
Statische Gefäßanalyse – Methode zur nichtinvasiven Beurteilung des Gefäßzustandes
Die Statische Gefäßanalyse stellt eine hervorragende und kostengünstige Methode zur nichtinvasiven und kontaktfreien Untersuchung des Zustands und der Morphologie der Mikrozirkulationsgefäße dar. Im Rahmen dieser Untersuchung werden Arteriolen und Venolen der Retina mit einer Funduskamera aufgenommen, um klinisch relevante Parameter der Gefäßtopologie zu ermitteln. Unsere zu diesem Zweck entwickelte, äußerst präzise und einfach zu bedienende Analysesoftware VesselMap eignet sich ideal für den Einsatz in der klinischen Routine. Die erfassten Gefäßparameter stellen valide, durch große Studien bestätigte Biomarker dar, welche als Risikofaktoren bzw. Prognoseindikatoren für Gefäßerkrankungen und vaskuläre Ereignisse herangezogen werden können.
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Produktbroschüre Statische Gefäßanalyse (deutsch)
Produktbroschüre Statische Gefäßanalyse (englisch)
Dynamische Gefäßanalyse – Methode zur nichtinvasiven Untersuchung der Funktion und Autoregulation von Mikrogefäßen
Die weltweit einzigartige Methode der Dynamischen Gefäßanalyse ermöglicht eine nichtinvasive Untersuchung der Funktions- und Autoregulationsmechanismen der kleinsten Gefäße. Als außergewöhnlicher Zugang zu dieser Mikrozirkulation liefert die Gefäßanalyse am Auge essentielle Informationen zu subklinischen Veränderungen des gesamten Körpers. Diese geben Aufschluss über die allgemeine Gefäßgesundheit von Patienten und ermöglicht wichtige Rückschlüsse auf Systemerkrankungen und die Entwicklung von Endorganschäden.
Zur Analyse und Quantifizierung dieser funktionell-autoregulatorischen Mechanismen wird von unserer proprietären Software die zeitvariante Gefäßtopologie in Videosequenzen in Echtzeit gemessen und ausgewertet. Während dieser Messungen werden die vaskulären Autoregulationsmechanismen stimuliert, womit die resultierende dynamische Gefäßantwort integral in die Analysen eingeht.
Der Imedos Dynamic Analyzer nutzt Flickerlicht als funktionsdiagnostische Standardstimulation, um die retinale endothelabhängige mikrovaskuläre Dysfunktion zu untersuchen. Die Gefäßantwort ist NO-vermittelt (endotheliale NO-Synthase) und spielt eine Schlüsselrolle unter den Regelmechanismen der vaskulären Autoregulation sowie bei vielen Mikrozirkulationsstörungen und vaskulären Erkrankungen verschiedener Organe. Die dynamische Gefäßanalyse eignet sich deshalb hervorragend für den interdisziplinären Einsatz in der klinischen Routine sowie für die medizinische Forschung.
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Produktbroschüre Dynamische Gefäßanalyse (deutsch)
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Weiterführene Informationen online:
Retinale Gefäßanalyse: Spiegelbild der Mikrovaskulatur
(Beitrag von R.Gerste im Deutschen Ärzteblatt)
Endothelial function in cardiovascular medicine
A consensus paper of the European Society of Cardiology Working Groups on Atherosclerosis and Vascular Biology, Aorta and Peripheral Vascular Diseases, Coronary Pathophysiology and Microcirculation, and Thrombosis . 2021 Jan 1;117(1):29-42. doi:10.1093/cvr/cvaa085.
Physical activity and exercise improve retinal microvascular health as a biomarker of cardiovascular risk
A systematic review. Atherosclerosis. 2020 Dec;315:33-42. doi:10.1016/j.atherosclerosis.2020.09.017. Epub 2020 Sep 23. PMID: 33212315.
Eine immer älter werdende Gesellschaft und die gleichzeitige Zunahme von kardio- und zerebrovaskulären Ereignissen macht eine rechtzeitige Identifizierung von Risikopatienten und -faktoren wünschenswert. Bei einer Vielzahl von beginnenden systemischen Erkrankungen sind besonders frühzeitig die retinalen Gefäße betroffen. Der Erforschung und der daraus abgeleiteten Früherkennung pathologischer Prozesse der retinalen Durchblutungsverhältnisse kommt somit eine hohe Bedeutung zu.
Die Retina erlaubt nahezu als einziger Ort im Körper des Menschen eine direkte und nichtinvasive Untersuchung kleinster Blutgefäße als auch der Mikrozirkulation selbst. Veränderungen der retinalen Mikrozirkulation haben nicht nur direkte Auswirkungen auf die Retina und die Gewebe des Auges, sondern lassen vor allem als Biomarker auch Rückschlüsse auf systemische Veränderungen zu.
So besteht z.B. eine Assoziation zwischen retinalen Veränderungen wie Mikroaneurysmen und Arteriolenverengung und der Prävalenz von koronarer Herzkrankheit, Myokardinfarkten oder Schlaganfällen, siehe auch [Cooper L. S. et al. 2006; Wong T. Y. et al. 2002; Wong T. Y. et al. 2003].
Es ist bekannt, dass retinale Arteriolen ähnliche anatomische, physiologische und autoregulatorische Eigenschaften wie die der zerebralen und koronaren Mikrogefäße aufweisen [Patton N. et al. 2005]. Eine retinale endotheliale Dysfunktion, welche im Zuge der Dynamischen Gefäßanalyse festgestellt und quantifiziert wird, gilt als ein starker Prädiktor von langzeitlichen kardiovaskulären Ereignissen und kann zur Risikostratifizierung genutzt werden [Theuerle J. D. et al. 2021].
In Verbindung mit verschiedenen die Mikrozirkulation stimulierenden Verfahren können Phänomene wie neurovaskuläre Kopplung, Bayliss-Effekt und retinale vaskuläre Autoregulation dargestellt sowie pathophysiologische Prozesse bei Erkrankungen beurteilt werden. (siehe beispielsweise [Hanso et al. 2007])
Grundlagen der Untersuchung
Unser integriertes System für die dynamische Gefäßanalyse besteht aus unserer speziellen Funduskamera zur Bildgebung in Form von Videosequenzen mit einer darauf abgestimmten Analyse-Software.
Die physiologische Grundlage der Untersuchung ist die Säule aus roten Blutkörperchen, die sich in den retinalen Blutgefäßen bildet und durch den Plasmarandstrom von den Gefäßwänden getrennt ist. Die Erythrozyten absorbieren einen Teil des Beobachtungslichts, wodurch sich die Blutgefäße gut auf der Netzhaut abbilden. Die proprietären Algorithmen unserer Analyse-Software ermitteln in den Bildsequenzen den exakten Durchmesser dieser Säule, ausgedrückt in Maßeinheiten (ME), welche den realen Gefäßdurchmesser widerspiegelt. Bei einem Normalauge nach Gullstrand entspricht 1 ME = 1 µm.
Die zeitliche Auflösung beträgt 40 ms, d.h. 25 Videobilder pro Sekunde werden
ausgewertet. Damit wird auch eine Beobachtung von pulsatorischen Effekten oder Phasenverschiebungen in den zeitvarianten Gefäßdurchmessern in Relation zu anderen Signalen, wie beispielsweise der R-Zacke im EKG, möglich.
Flickerstimulation zur Untersuchung der Endothelfunktion
Die in unserem Analysesystem integrierte Elektronik moduliert im Zuge der Bildgebung das Beobachtungslicht zeitlich über das gesamte 30°-Sichtfeld der Netzhautkamera und erzeugt dabei einen sich abwechselnden Hell-Dunkel-Kontrast.
Eine Stimulation mit diesem Flickerlicht und die damit einhergehende erhöhte neuronale Aktivität induziert eine Dilatation retinaler Gefäße. Diese Dilatation bewirkt eine verbesserte Blutversorgung der Retina und des Sehnervs und steht in Relation zu dem Zustand der mikrovaskulären Endothelfunktion und damit dem systemischen Zustand der Mikrozirkulation. Die damit verbundenen regulatorischen Mechanismen sind bei einer Vielzahl an neurodegenerativen und vaskulären Krankheiten eingeschränkt [Garhöfer et al. 2020]. Aufgrund der Messung der Gefäßreaktion in Folge der Flickerstimulation liefert die Dynamische Gefäßanalyse eine erhöhte Genauigkeit und kann auch kleinste Veränderungen im Mikrozirkulationsgeschehen erfassen. Der Effekt des Flickerlichts und die Mechanismen der Flickerwirkung auf das Endothel wurden in der Literatur beschrieben, siehe z.B. in [Hanssen et al. 2022].
Die gewählte Frequenz von 12,5 Hz des Lichtflickers liefert eine Abfolge von einem normal beleuchteten und einem dunklen Einzelbild bei der Videofrequenz von 25 Hz. Diese Frequenz liegt im Bereich der maximal anregenden Flickerfrequenz. Das zur Anwendung kommende Standardprotokoll für die Flickerstimulation besteht aus einer Baseline von 50 s mit drei anschließenden Flickerperioden von je 20 s Dauer, welche jeweils von 80 s gleichförmigem Licht als Pause zum Rücksetzen des Gefäßzustands unterbrochen werden. Während der Untersuchung werden ausgewählte Netzhautgefäßsegmente in Echtzeit vermessen und die Flicker-induzierten Gefäßveränderungen mit den topologischen Gefäßparametern der Baseline verglichen.
Fachbuch: "Retinal vessel analysis - a new method of diagnostics and risk prediction"
Der innovative Diagnostikansatz der retinalen Gefäßanalyse zeigt sich gerade im fachübergreifenden Bereich der Präventivmedizin als äußerst revolutionär. Gemeinsam mit Prof. Dr. Henner Hanssen und acht weiteren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern hat unser ehemaliger Geschäftsführer Dr. Walthard Vilser, das erste Fachbuch zu diesem Thema verfasst. Neben der Methodik werden darin auch Anwendungsfelder, wie z.B. die Ophthalmologie und Kardiologie, sowie aktuelle Forschungsergebnisse dargestellt.
Das Werk mit der ISBN 978–3–9374–1576–6 ist im UNI-MED-Verlag für 29,80 Euro erschienen und umfasst 63 Seiten. Es kann direkt über Imedos Health oder über die Verlagswebseite bestellt werden. Das Fachbuch ist zunächst in Englisch erschienen, deutsche und chinesische Ausgaben sind geplant.
