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Clearance of blood components and fluid drainage play a crucial role in subarachnoid hemorrhage (SAH) and post hemorrhagic hydrocephalus (PHH). With the involvement of interstitial fluid (ISF) and cerebrospinal fluid (CSF), two pathways for the clearance of fluid and solutes in the brain are proposed. Starting at the level of capillaries, flow of ISF follows along the basement membranes in the walls of cerebral arteries out of the parenchyma to drain into the lymphatics and CSF [1]–[3]. Conversely, it is shown that CSF enters the parenchyma between glial and pial basement membranes of penetrating arteries [4]–[6]. Nevertheless, the involved structures and the contribution of either flow pathway to fluid balance between the subarachnoid space and interstitial space remains controversial. Low frequency oscillations in vascular tone are referred to as vasomotion and corresponding vasomotion waves are modeled as the driving force for flow of ISF out of the parenchyma [7]. Retinal vessel analysis (RVA) allows non-invasive measurement of retinal vessel vasomotion with respect to diameter changes [8]. Thus, the aim of the study is to investigate vasomotion in RVA signals of SAH and PHH patients.
Impaired cerebral autoregulation and neurovascular coupling (NVC) contribute to delayed cerebral ischemia after subarachnoid hemorrhage (SAH). Retinal vessel analysis (RVA) allows non-invasive assessment of vessel dimension and NVC hereby demonstrating a predictive value in the context of various neurovascular diseases. Using RVA as a translational approach, we aimed to assess the retinal vessels in patients with SAH. RVA was performed prospectively in 24 patients with acute SAH (group A: day 5–14), in 11 patients 3 months after ictus (group B: day 90 ± 35), and in 35 age-matched healthy controls (group C). Data was acquired using a Retinal Vessel Analyzer (Imedos Systems UG, Jena) for examination of retinal vessel dimension and NVC using flicker-light excitation. Diameter of retinal vessels—central retinal arteriolar and venular equivalent—was significantly reduced in the acute phase (p < 0.001) with gradual improvement in group B (p < 0.05). Arterial NVC of group A was significantly impaired with diminished dilatation (p < 0.001) and reduced area under the curve (p < 0.01) when compared to group C. Group B showed persistent prolonged latency of arterial dilation (p < 0.05). Venous NVC was significantly delayed after SAH compared to group C (A p < 0.001; B p < 0.05). To our knowledge, this is the first clinical study to document retinal vasoconstriction and impairment of NVC in patients with SAH. Using non-invasive RVA as a translational approach, characteristic patterns of compromise were detected for the arterial and venous compartment of the neurovascular unit in a time-dependent fashion. Recruitment will continue to facilitate a correlation analysis with clinical course and outcome.
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.
The ClearPET™ project is proposed by working groups of the Crystal Clear Collaboration (CCC) to develop a 2nd generation high performance small animal positron emission tomograph (PET). High sensitivity and high spatial resolution is foreseen for the ClearPET™ camera by using a phoswich arrangement combining mixed lutetium yttrium aluminum perovskite (LuYAP:Ce) and lutetium oxyorthosilicate (LSO) scintillating crystals. Design optimizations for the first photomultiplier tube (PMT) based ClearPET camera are done with a Monte-Carlo simulation package implemented on GEANT3 (CERN, Geneva, Switzerland). A dual-head prototype has been built to test the frontend electronics and was used to validate the implementation of the GEANT3 simulation tool. Multiple simulations were performed following the experimental protocols to measure the intrinsic resolution and the sensitivity profile in axial and radial direction. Including a mean energy resolution of about 27.0% the simulated intrinsic resolution is about (1.41±0.11)mm compared to the measured of (1.48±0.06)mm. The simulated sensitivity profiles show a mean square deviation of 12.6% in axial direction and 3.6% in radial direction. Satisfactorily these results are representative for all designs and confirm the scanner geometry.