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Mit modernen nicht invasiven bildgebenden Verfahren lassen sich anhand der Fundusfotografie bzw. der optischen Verfilmung Aspekte der funktionellen und strukturellen retinalen Gefäßveränderungen objektiv untersuchen. Der Zustand und das Verhalten retinaler Gefäße beeinflussen im prä-, post- und kapillaren Bereich den Blutfluss und strömungsbedingte Stoffwechselverhältnisse passiv und aktiv über den Gefäßdurchmesser. Retinale Gefäße gleichen von Aufbau und Funktion den zerebralen Gefäßen und spiegeln den Zustand der Mikrozirkulation wider. Mithilfe von aus den Gefäßweiten berechneten Biomarkern soll eine Aussage über die Prognose von systemischen vaskulär bedingten Erkrankungen getroffen werden. Die statische retinale Gefäßanalyse befasst sich mit der Untersuchung des Zustandes der prä- und postkapillaren Gefäßdurchmesser der retinalen Mikrozirkulation anhand einer optischen Fundusaufnahme. Bei der dynamischen retinalen Gefäßanalyse wird der Längsschnitt eines retinalen Gefäßes nicht invasiv funktionell und strukturell über einen Zeitraum vor, während und nach einer spezifischen vaskulären Stimulation untersucht. Die genaue Methodologie der Auswertung und die Bezeichnung der Parameter variieren bei unterschiedlichen Ansätzen. Mittels retinaler Gefäßanalyse wurden bislang mehrere klinische Querschnitts- und Interventionsstudien in der Augenheilkunde und anderen Fachgebieten, inkl. Kardiologie, Neurologie, Neurochirurgie, Nephrologie, Gynäkologie, Sportmedizin, Diabetologie, Hypertensiologie usw. durchgeführt. Mit der statischen retinalen Gefäßanalyse steht eine kostengünstige, reproduzierbare, nicht invasive Screeningtechnik zur Verfügung, um eine prognostische Aussage über die Gefäßgesundheit eines individuellen Patienten zu treffen. Die dynamische retinale Gefäßanalyse besitzt ein weiteres diagnostisches Anwendungsspektrum als die statische, da sie das Verhalten retinaler Gefäße zeitkontinuierlich untersucht. Die Evaluation vaskulärer Erkrankungen sowie zerebro- bzw. kardiovaskulärer Morbidität und Mortalität mittels mehrerer methodologischer Modalitäten retinaler Gefäßanalyse mit ihren jeweiligen quantitativen Biomarkern bietet eine zukunftsträchtige diagnostische Perspektive. Die interdisziplinäre klinische Anwendung dieser vaskulären Biomarker gewinnt zunehmend an Bedeutung, sowohl in der Augenheilkunde als auch in anderen Fachgebieten.
Purpose: It was demonstrated previously that retinal pulse wave velocity (rPWV) as a measure of retinal arterial stiffness is increased in aged anamnestically healthy volunteers compared with young healthy subjects. Using novel methodology of rPWV assessment this finding was confirmed and investigated whether it might relate to the increased blood pressure usually accompanying the aging process, rather than to the aging itself.
Methods: A total of 12 young 25.5-year-old (24.0–28.8) [median(1st quartile–3rd quartile)] and 12 senior 68.5-year-old (63.8–71.8) anamnestically healthy volunteers; and 12 senior 63.0-year-old (60.8–65.0) validated healthy volunteers and 12 young 33.0-year-old (29.5–35.0) hypertensive patients were examined. Time-dependent alterations of vessel diameter were assessed by the Dynamic Vessel Analyzer in a retinal artery of each subject. The data were filtered and processed using mathematical signal analysis and rPWVs were calculated.
Results: rPWV amounted to 1200 (990-1470) RU (relative units)/s in the hypertensive group and to 1040 (700-2230) RU/s in anamnestically healthy seniors. These differed significantly from rPWVs in young healthy group (410 [280–500] RU/s) and in validated healthy seniors (400 [320–510] RU/s). rPWV associated with age and mean arterial pressure (MAP) in the pooled cohort excluded validated healthy seniors. In a regression model these associations remain when alternately adjusted for MAP and age. When including validated healthy seniors in the pooled cohort only association with MAP remains.
Conclusions: Both aging (with not excluded cardiovascular risk factors) and mild hypertension are associated with elevated rPWV. rPWV increases to a similar extent both in young mildly hypertensive subjects and in aged anamnestically healthy persons. Healthy aging is not associated with increased rPWV.
Can vascular function be assessed by the interpretation of retinal vascular diameter changes?
(2011)
Purpose: Image analysis by the retinal vessel analyzer (RVA) observes retinal vessels in their dynamic state online noninvasively along a chosen vessel segment. It has been found that high-frequency diameter changes in the retinal artery blood column along the vessel increase significantly in anamnestically healthy volunteers with increasing age and in patients with glaucoma during vascular dilation. This study was undertaken to investigate whether longitudinal sections of the retinal artery blood column are altered in systemic hypertension.
Methods: Retinal arteries of 15 untreated patients with essential arterial hypertension (age, 50.9 ± 11.9 years) and of 15 age-matched anamnestically healthy volunteers were examined by RVA. After baseline assessment, a monochromatic luminance flicker (530–600 nm; 12.5 Hz; 20 s) was applied to evoke retinal vasodilation. Differences in amplitude and frequency of spatial artery blood column diameter change along segments (longitudinal arterial profiles) of 1 mm in length were measured and analyzed using Fourier transformation.
Results: In the control group, average reduced power spectra (ARPS) of longitudinal arterial profiles did not differ when arteries changed from constriction to dilation. In the systemic hypertension group, ARPS during constriction, baseline, and restoration were identical and differed from ARPS during dilation (P < 0.05). Longitudinal arterial profiles in both groups showed significant dissimilitude at baseline and restoration (P < 0.05).
Conclusions: The retinal artery blood column demonstrates microstructural alterations in systemic hypertension and is less irregular along the vessel axis during vessel dilation. These microstructural changes may be an indication of alterations in vessel wall rigidity, vascular endothelial function, and smooth muscle cells in this disease, leading to impaired perfusion and regulation.