أكتوبر 27, 2015
تنظير الشعيرات الدموية هو منهجية غير جراحية وفعالة وغير مكلفة نسبيا وسهلة التعلم لتصور الشعيرات الدموية مباشرة في دوران الأوعية الدقيقة. ومع ذلك ، فإن منشورا واحدا فقط حتى الآن يصف موثوقية برنامج معقد متاح لقياس بيانات تنظير الشعيرات الدموية. هنا ، نقدم بروتوكولا بسيطا وموثوقا به لقياس الشعيرات الدموية باستخدام خوارزمية موحدة.
الهدف العام من هذا الإجراء هو قياس عدد الشعيرات الدموية لكل مليمتر مربع في منطقة الجلد الواقعة مباشرة تحت بشرة الظفر. ويتم تحقيق ذلك أولاً عن طريق التقاط صورة أحادية اللون لسرير ظفر اليد تحت البشرة. والخطوة الثانية هي استيراد الصورة إلى برنامج تصوير حاسوبي.
بعد ذلك، يتم معالجة الصور؛ ومن أجل تحسين رؤية الشعيرات الدموية، تتمثل الخطوة النهائية في تحديد وعد جميع الشعيرات الدموية ضمن مساحة واحد مليمتر مربع. وفي نهاية المطاف، تُستخدم معالجة الصور لإظهار كمية ومورفولوجيا الشعيرات الدموية لدى الفرد. ويمكن لهذه الطريقة أن تساعد في الإجابة على أسئلة رئيسية في مجال القلب والأوعية الدموية، مثل كيفية تأثير ارتفاع ضغط الدم والسكري والأمراض الأخرى على الدورة الدموية الدقيقة.
باستخدام كاميرا رقمية أحادية اللون، يتم الحصول على صور الشعيرات كما تم وصفه سابقاً. ثم يتم التقاط صور معايرة لمسطرة ذات علامات مليمترية باستخدام نفس الكاميرا وظروف تكبير التصوير التي استُخدمت للحصول على صور الشعيرات. يتم استيراد صورة المسطرة إلى برنامج التصوير الحاسوبي وقياس عدد البكسلات في خط طوله واحد مليمتر في صورة المسطرة.
دوّن هذا الرقم واحسب عدد البكسلات الموجودة في منطقة تبلغ مساحتها 1 mm × 1 mm. بعد ذلك، افتح إحدى صور الشعيرات الدموية، وقم بتغميق الشعيرات وتفتيح الخلفية عن طريق ضبط الصورة باستخدام مخطط توزيع تكراري (histogram) مناسب. ثم استخدم أمر "إنشاء منطقة اهتمام" (create ROI) من القائمة المنسدلة لإنشاء منطقة اهتمام تبلغ مساحتها 1 mm × 1 mm في الجزء العلوي من الشاشة.
قم بسحب وتحديد منطقة الاهتمام ووضعها في الموقع الذي تظهر فيه العروات الشعيرية بأكبر قدر من الوضوح. تأكد من وضع منطقة الاهتمام بحيث تكون قمم العروات الشعيرية موجودة في الجزء العلوي تماماً من المنطقة. إن مفتاح قابلية التكرار وتوحيد المعايير في هذه الخطوة من البروتوكول هو الوضع الصحيح لصندوق منطقة الاهتمام الذي تبلغ مساحته 1 mm².
تتمثل القاعدة العامة الجيدة للحفاظ على التوحيد القياسي في وضع المربع عند قمة أو طرف العروات الشعيرية في الصورة. وبمجرد تحديد الموضع الصحيح، انقر فوق منطقة الاهتمام (ROI)، ثم انقر فوق "قص" من القائمة المنسدلة التي تظهر، ثم قم بتسطيح الصورة بحيث يتم تطبيق جميع تعديلات الصورة المستقبلية بشكل متساوٍ على الصورة. بعد ذلك، ارفع درجة تباين الصورة إلى 75 لضمان تصور الشعيرات الدموية إلى أقصى حد.
قم أيضاً بإزالة التشويش (despeckle) من الصورة لتنعيم حواف الشعيرات الدموية. ثم قم بضبط تباين الصورة عن طريق تعديل المدرج التكراري (histogram) وفقاً لأفضل نموذج ملائم بحيث تظهر الشعيرات الدموية باللون الأسود والخلفية باللون الأبيض. وفي كل صورة، حدد يدوياً جزءاً واحداً من شعيرة دموية واضحة المعالم باستخدام ميزة "الكائن المستهدف" (target object) ليتعرف البرنامج عليها ككائنات يجب عدّها.
بعد ذلك، اختر جزءاً صغيراً من الخلفية باستخدام ميزة الخلفية كمرجع للمناطق التي يجب على خوارزمية العد تجاهلها. اضبط الحد الأدنى لقطر الأجسام التي يتم عدها على خمسة بكسلات لتجنب عد ضوضاء الخلفية كشعيرات دموية. ثم استخدم وظيفة العد لحساب جميع الشعيرات الدموية في الصورة لكل فرد على الفور.
احسب المتوسط من ثلاث إلى أربع صور للحصول على تقييم أكثر موثوقية. ولتوفير الوقت، قم بإنشاء "ماكرو" (macro) لتنفيذ سلسلة محددة من العمليات تلقائياً على صورة واحدة أو أكثر، وذلك عن طريق اختيار "تسجيل الماكرو" (record macro) أولاً وتسمية الماكرو بناءً على الخطوات والعمليات التي تم تنفيذها ووصفها في هذا الفيديو. ثم قم بتنفيذ خطوات معالجة الصور أثناء تسجيل الماكرو.
عند استخدام الماكرو في الصور المستقبلية، ما عليك سوى النقر على "تشغيل الماكرو" (run macro) وسيقوم البرنامج تلقائياً بتطبيق التحسينات المسجلة على الصور المطلوبة. الخطوة الوحيدة التي تتطلب تدخلاً من المستخدم هي اختيار مكان قص الصورة. يمكن عدّ الصورة التي تمت معالجتها بشكل مثالي في غضون 30 ثانية، وهي تميز بوضوح الشعيرات الدموية عن الخلفية، كما تميز الشعيرات الدموية الفردية عن بعضها البعض.
تظهر الصورة النهائية المحسنة هنا. بلغت القيمة الإجمالية التي تم تحديدها لهذه الصورة 54 شعيرة دموية لكل مليمتر مربع. وبمجرد إتقان هذه التقنية، يمكن استخدامها لتحليل وقياس 12 صورة خلال 20 دقيقة.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
يُعد تنظير الشعيرات الدموية طريقة غير جراحية لتصور الشعيرات الدموية في الدورة الدموية الدقيقة. يقدم هذا المقال بروتوكولاً موثوقاً لتقدير عدد الشعيرات الدموية كمياً باستخدام خوارزمية موحدة.
يعالج التحديد الكمي الموحد لكثافة الشعيرات الدموية باستخدام تنظير الشعيرات الدموية في طية الظفر المحوسب حاجة ماسة لتقييم وعائي دقيق وقابل للتكرار في مراحل الاكتشاف المبكر والأبحاث الانتقالية. تقلل هذه الطريقة من الذاتية وإجهاد المستخدم، مما يتيح تقييماً كمياً موثوقاً للدورة الدموية الدقيقة ذات الصلة بنمذجة الأمراض والتحقق من صحة الأهداف العلاجية. كما تدعم قابليتها للتكرار وكفاءتها اتخاذ قرارات قوية عند نقاط التحول الرئيسية في مسارات تطوير أدوية أمراض القلب والأوعية الدموية والأمراض الأيضية.
تتكامل طريقة تنظير الشعيرات الدموية المحوسبة هذه ضمن التسلسل الممتد من مرحلة الاكتشاف إلى المرحلة ما قبل السريرية، مما يدعم اختبار الفرضيات المبكر وتوافق المؤشرات الحيوية الانتقالية.