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Statische Gefäßanalyse der retinalen Blutgefäße des Sehorgans einer populationsbasierten Kohorte unter besonderer Berücksichtigung des Diabetes mellitus

  • SHIP-Trend ist eine eigenständige populationsbasierte, epidemiologische Kohortenstudie im Rahmen der „Study of Health in Pomerania“ (SHIP). 4.420 Probanden aus dem Raum Vorpommern wurden hierfür einer umfangreichen körperlichen Untersuchung inklusive einer Fundusfotografie unterzogen. Von 3.218 Probanden lagen im Ergebnis digital auswertbare Fundusfotografien in der erforderlichen hohen Abbildungsqualität vor. Mit den darauf spezialisierten Computerprogrammen „Visualis 2.62“ und „VesselMap 3“ von IMEDOS Systems UG, Jena konnte eine Auswertung dieser Fundusfotografien erfolgen. Anhand der ermittelten Ergebnisse zur statischen Analyse der Netzhautgefäße des Sehorgans sollte der Einfluss des Diabetes mellitus auf die retinale Mikrostrombahn analysiert werden. Mittels der speziellen Software konnte für jede digitale Fundusfotografie bei der statischen Gefäßanalyse (SVA) das Arterienäquivalent (CRAE), das Venenäquivalent (CRVE) sowie die arterio-venöse Ratio (AVR) bestimmt werden. Diese Parameter wurden an Hand der auf der Fundusfotografie markierten Arterien und Venen - nach den von Parr und Hubbard erstmalig vorgestellten Formeln - berechnet. Für die untersuchte Population konnte nachgewiesen werden, dass Männer im Vergleich zu Frauen statistisch signifikant häufiger eine niedrige AVR aufweisen. Dabei steigt im höheren Alter die AVR an und das CRVE nimmt ab. Einen statistisch signifikanten Einfluss des Alters auf das CRAE konnten in der untersuchten Kohorte nicht beobachtet werden. Demgegenüber zeigte sich eine deutliche Abhängigkeit aller drei Messwerte von der vorherrschenden systolischen und diastolischen Blutdrucksituation. Die AVR, das Arterien- und das Venenäquivalent nehmen mit steigendem Blutdruck ab. Das CRAE lässt jedoch eine deutlich stärkere Reduktion als das CRVE erkennen, daraus resultiert eine geringe aber statistisch signifikante Reduktion der AVR. In der Kohorte der Probanden mit einer den Qualitätsanforderungen entsprechenden Fundusfotografie lag die Prävalenz für Diabetes mellitus bei 7,1 %. Für die Gesamtkohorte SHIP-Trend wurde ein höherer Wert mit 9,01% festgestellt. Für das Probandenkollektiv, welches in die statische Gefäßanalyse der retinalen Mikrostrombahn eingeschlossen wurde, konnte kein statistisch signifikanter Einfluss des anamnestischen Vorhandenseins eines Diabetes mellitus auf die AVR, das CRAE oder CRVE nachgewiesen werden (p= 0,54; 0,938; 0,673). Es ließ sich allerdings ein statistisch signifikanter Einfluss des HbA1c-Wertes auf das CRAE und das CRVE feststellen (p= 0,007). Mit einem höheren HbA1c-Wert konnten wir einen statistisch signifikanten Anstieg des Arterien- und Venenäquivalentes ermitteln, aber keinen Einfluss auf die AVR (p= 0,856). Für die Interpretation der Ergebnisse ist von Bedeutung, dass im Rahmen einer populationsbasierten Kohortenstudie der Anteil von Teilnehmern selbst mit häufigen Volkskrankheiten naturgemäß begrenzt ist. Von den 4.420 Probanden gaben 351 im Interview an, an Diabetes mellitus erkrankt zu sein. Davon waren von 119 Probanden keine auswertbaren Fundusfotografien zu bekommen. Es verblieben damit 232 Diabetiker für die weiteren Analysen. Pathologische HbA1c-Werte von ≥ 6,5% fand man bei 149 Probanden der 3.218 Probanden mit auswertbaren Fundusfotografien. Schwere Gefäßveränderungen an der Netzhaut konnten bei 13 Teilnehmern objektiviert werden. Außerdem reagiert der menschliche Organismus auf verschiedenste äußere und innere Einflussfaktoren mit einem begrenzten Reaktionsmuster. Das heißt auch andere Einflussfaktoren wirken sich auf die evaluierten Parameter der retinalen Mikrostrombahn aus. Im Rahmen der statistischen Datenanalyse konnte beispielsweise ein signifikanter Einfluss des aktiven Rauchens auf das Arterien- und Venenäquivalent im Sinne einer Steigerung des Äquivalents beobachtet werden. Für das Venenäquivalent war dies selbst für den anamnestisch erhobenen Faktor „früherer Raucher“ noch statistisch signifikant. Diese Ergebnisse zeigen, dass der HbA1c-Wert einen statistisch signifikanten Einfluss auf das CRAE und das CRVE hat. Entgegen unserer Vermutungen konnten wir keinen Einfluss auf die AVR nachweisen. Mit erhöhtem HbA1c-Wert zeigte sich eine Erweiterung der Arteriolen und Venolen. Jedoch setzen die Berechnungen voraus, dass die Gefäße gleichmäßig rund sind. Ovale Gefäßdurchmesser lassen sich nicht anhand der Fundusaufnahmen in allen Ausdehnungsrichtungen beurteilen. Unter diesem Vorbehalt sind die vorliegenden Resultate zu betrachten. Die Methode der statischen Gefäßanalyse macht es möglich, das Ausmaß der Gefäßveränderungen durch Diabetes mellitus, arterielle Hypertonie und Rauchen auch in größeren Kohortenstudien nichtinvasiv zu beurteilen.
  • SHIP-Trend is an independent population-based, epidemiological cohort study within the framework of the "Study of Health in Pomerania" (SHIP). 4,420 volunteers from the region of Pomerania were subjected to an extensive physical examination including a fundus photography. From 3,218 subjects the results of the digital fundus photographs were of the required high image quality. The evaluation of the fundus photographs was done with the specialized software "Visualis 2.62" and "Vesselmap 3" of IMEDOS Systems UG, Jena. Based on the results obtained for the static analysis of the retinal vessels, we analyzed the influence of diabetes mellitus on retinal vessels. We determined for each digital fundus photograph the arterial equivalent (CRAE), the venous equivalent (CRVE) as well as the arteriovenous ratio (AVR). The AVR is the ratio of the arterial equivalent (CRAE) and the venous equivalent (CRVE). CRAE and CRVE allow to estimate the diameters of the central retinal artery and central retinal vein. They were calculated based on the labeled arteries and veins in the fundus photograph according to formulas established by Parr and Hubbard. For the population in the region Pomerania, we found that men compared with women have significantly more often a low AVR. With older age the AVR increases and the venous equivalent decreases. A statistically significant effect of age on the arterial equivalent was not observed in the studied cohort. In contrast, all three measured vessel parameters correlated clearly with the prevailing systolic and diastolic blood pressure situation. The AVR, the arterial and the venous equivalent decrease with increasing blood pressure. The arterial equivalent shows, however, a much stronger reduction than the venous equivalent, this results in a small but statistically significant reduction of AVR. In the cohort of subjects with the required fundus photograph quality, the prevalence of diabetes mellitus was 7.1% (232 diabetics among 3,218 volunteers). For the test persons included in the Vessel Analysis of retinal vessel parameters, a statistically significant effect of an anamnestic diabetes mellitus could not be demonstrated for the AVR, the CRAE or CRVE (p =0.54; 0.938; 0.673). A pathological HbA1c of ≥ 6.5% was found in 149 among 3,218 subjects with evaluable fundus photographs. In this group, we found a significant influence of HbA1c on the arterial and venous equivalent. With higher HbA1c the arterial and venous equivalent significantly increase (p =0.007), but, contrary to our assumptions, we detected no effect on the AVR. (p = 0.856). Other factors also affect the evaluated parameters of retinal vessels. As part of our statistical data analysis, we observed, for example, a significant effect of active smoking on the arterial and venous equivalent in the sense of increasing the equivalent. For the venous equivalent, this was still statistically significant for a history of smoking. The method of static vessel analysis makes it possible to examine the extent of vascular changes caused by diabetes mellitus, arterial hypertension and smoking with a non-invasive method in larger cohorts.

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Metadaten
Author: Constanze Maria Theophil
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002622-5
Title Additional (English):Static Vessel Analysis of retinal blood vessels of the eye of a population-based cohort with special consideration of diabetes mellitus
Advisor:Prof. Dr. Frank Tost
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2016/09/07
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2016/04/14
Release Date:2016/09/07
Tag:Arterienäquivalent, Statische Gefäßanalyse, Venenäquivalent
GND Keyword:Diabetes mellitus
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit