October 19th, 2016
这项研究展示了大鼠提睾肌的手术准备,用于体内无细胞层的可视化。本研究讨论了影响无单元层宽测量精度的相当大的因素。
该程序的总体目标是量化体内无细胞层宽度的时空变化。这种方法可以帮助回答微血流动力学领域的关键问题,以更好地了解嗜细胞性物质在微循环中的作用。这种方法的主要优点是,与以前非常耗时的手动测量技术相比,可以更一致、更方便地量化体内亲细胞宽度。
在开始无单元层宽度测量之前,请在 MatLab 脚本文件之前运行无单元层。接下来,单击打开文件以选择要分析的视频文件,并调整旋转幻灯片以垂直对齐单个容器的壁,使用缩放幻灯片根据需要调整缩放级别。当容器处于适当的位置时,单击 confirm editing(确认编辑),然后单击 set ROI to crop(将 ROI 设置为裁剪)以定义感兴趣的区域。
对齐的图像将显示在弹出窗口中。根据需要调整图像上的矩形物镜,然后双击物镜以确认感兴趣区域。然后点击 提取图片 将所有编辑的视频帧提取成连续的位图图像,该位图图像将在与所选视频文件同名的文件夹中找到。
要测量无单元格图层宽度,请单击 选择文件夹 并单击图像文件夹。第一个图像帧将与相应的灰度强度直方图一起显示在图像直方图面板中。从列表框中选择所需的图像框以执行分析,然后单击查找容器壁以识别图像中的容器内壁,该图像被确定为光强度分布峰值在两个像素上从暗到亮的位置。
选中 median filter(中值滤镜)以将中值滤镜应用于图像,以减少盐和胡椒粉杂色。检查自动对比度以数字方式调整图像强度以增强图像对比度。然后在列表框中选择阈值算法,以自动确定阈值,该值将灰度级别分为两类,即灰度高于阈值的白色像素和灰度低于阈值的黑色像素。
要测量无单元格图层宽度的空间变化,请在像素分辨率框中输入像素分辨率。然后单击 Calculate 以获取无单元层宽度的空间变化,然后单击 Export 。csv 以表格格式导出无单元格图层宽度数据。
要测量沿容器的特定分析线上无单元层宽度的时间变化,请单击 Temporal Variation 并输入帧速率信息。分别在 start frame (开始帧) 和 last frame (最后一帧) 框中输入用于分析的图像的第一帧和最后一帧。调整分析线滑动条以选择分析线沿容器的位置,并确认分析线的位置,如灰度和二值图像所示。
然后单击 Calculate 以获取无单元格图层宽度的时间变化,然后单击 Export. csv 以表格格式导出无单元格图层宽度数据。在这里,典型的红细胞流经大鼠提睾肌中的未分支动脉,其中可以观察到红细胞核和内血管壁之间的无细胞层。
这些组件之间的良好对比度对于确保无单元层宽测量的准确性至关重要。图像分析的初始阶段涉及血管内壁的检测。通过沿垂直于容器的分析线获取光强度分布,可以在两个像素内从暗到亮的峰值处近似计算位置。
随后,使用图像阈值算法检测 RBC 核心边界,然后计算 CFL 宽度。由于无细胞层中的红细胞具有不同的透光率,因此灰度水平的差异可细分为两类。然而,在图像直方图中两个峰值之间识别准确的阈值可能会受到较差的图像质量和对比度的限制。
为了提高红细胞和无细胞层之间的对比度,可以使用蓝色滤光片。这在这些图像中更加明显,其中红细胞核心的边界用蓝色滤光片可以更准确地识别。阈值算法还可以影响无细胞层宽度的测量,如这些图像中所示,其中不同的阈值算法导致识别不同的红细胞核心边界,因此识别不同的无细胞层宽度。
体内无细胞层宽度的测量对图像质量非常敏感。因此,请务必仔细进行手术并使用适当的光学助手以获得良好的图像质量。此外,必须选择合适的图像阈值算法,以确保准确和一致的无单元层宽测量。
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本研究展示了大鼠提睾肌的手术准备,以实现体内无细胞层的可视化。该方法允许对无细胞层宽度进行一致且方便的定量分析,解决了微循环动力学中的关键问题。
Quantitative visualization of the cell-free layer in microvessels enables precise interrogation of microcirculatory hemodynamics, supporting mechanistic de-risking in vascular biology and drug discovery. Automated, reproducible measurement of cell-free layer width enhances predictive confidence for early-stage target validation and informs translational models of blood flow. This capability is strategically relevant for biopharma teams seeking robust, quantitative endpoints in microvascular research pipelines.
This method integrates into the discovery-to-preclinical continuum by providing standardized, quantitative microvascular measurements that inform both early discovery and translational research.