2025年1月10日
伤口是全球健康面临的一项挑战。本研究开发了一种利用数字平面测量法的标准化摄影装置,以减少伤口测量的变异性。对小鼠伤口进行为期14天的监测发现,伤口面积和周长在初期增加,随后逐渐闭合。该方法可能有助于评估临床前模型中的伤口闭合动力学。
我们的研究致力于通过建立受控的成像条件(包括光照位置、距离和操作流程的一致性)来标准化宏观伤口测量,旨在减少变异,提高临床前模型中伤口闭合测量的准确性。我们针对显微伤口测量中缺乏标准化的问题展开研究。目前的方法通常缺乏对照条件,导致数据不一致。
本方案提供了可适用的设置,可确保光照均匀、位置固定和距离一致,从而降低误差概率并提高可重复性。本方案通过标准化成像条件,消除了测量偏差的常见来源。与手动方法不同,该方案可确保不同实验间的一致性,实现准确比较,并减少伤口面积和周长测量中的变异性。
我们的结果通过提供标准化的方法,实现了更精确且可重复的伤口测量数据。这是评估治疗干预措施和临床前伤口研究的基础。首先,将带槽铝型材固定在屋顶侧边缘内侧区域。
将两块带有聚乙烯中心的矩形铝板插入屋顶型材的凹槽中,使其能够在两个型材中滑动。使用双面胶带将一根20厘米长的RGB LED灯管以45度角安装在第一块面板的底边下侧。然后,在每块屋顶面板上安装一块带有直径7.82厘米圆形切口的矩形泡沫板,以便安装相机镜头。
进行地面构造时,首先从40厘米×40厘米的白色泡沫板的每个角落切割出边长为2.54厘米的正方形。此步骤可确保泡沫板能够正确贴合于地面区域轮廓内。修整角落后,将泡沫板放置在地面区域轮廓的上方。
将钩面和毛面搭扣条粘贴至铝型材 A 和 B 上,以便于操作摄影亭内部组件。在两块泡沫纸板的同一侧,距边缘一厘米处固定粘合搭扣,并将纸板分别置于前墙和后墙上。使用硅胶将两块面板粘合至 C 和 D 侧,形成左侧和右侧侧壁。
将一个3D打印的麻醉面罩放置在预先切割好的40厘米×28厘米白色泡沫板矩形边缘11.5厘米处,以维持小鼠的吸入麻醉状态。然后将其粘贴至参考底板的中心位置。将3D打印的标尺块固定在小鼠底板左侧1厘米处,以提供用于数字图像处理的测量参考基准。
然后,将一根15厘米长的不锈钢刻度尺固定到尺子底座上,并将完整的参考基准装置安装在舱内,用于图像缩放。麻醉小鼠后,使用无菌的5毫米活检打孔器,以旋转方式施加压力,在肩胛骨水平位置制造一个真皮表皮切口。用锯齿状镊子取下皮瓣,并用虹膜剪刀剪除。
使用珠宝镊子将一块直径一厘米的圆形真皮膜置于伤口上,以防止污染和收缩。为拍摄伤口图像,将参考底座放置在摄影舱地板的中心位置。然后,将麻醉后的小鼠俯卧于小鼠平台之上。
安装拍照亭的前壁并拍摄宏观图像。要在 ImageJ 中打开创建的备份图像,请转到“文件”菜单,选择“打开”并进行搜索,然后点击“打开”。
现在将图像最大化,选择直线工具,然后使用加号键放大鼠标旁边的标尺。在标尺图像上绘制一条10毫米的直线。进入分析菜单并设置比例尺。
输入已知距离为10。将长度单位设置为毫米,然后单击“确定”。接下来,使用矩形工具选择伤口周围区域,宽度和高度均为150,并记录X和Y值。
然后,右键单击矩形并选择复制。为复制的图像命名,然后按回车键。在新图像中,连续按两次加号以放大。
要将图像分离为颜色通道,请转到图像、类型和RGB堆栈。在红色通道图像中,右键单击图像,选择复制,并在复制窗口中点击确定。然后,单击红色通道图像,选择图像、调整和阈值以进行分割。
选择默认值,然后点击应用以执行阈值处理。校正感兴趣区域(ROI),以确保伤口完全覆盖,并避免分割失真。要定义感兴趣区域的边界,请选择“编辑”,然后进入“选择”并选择“创建选区”。
然后,选择“编辑”,再选择“选择”,然后单击“添加到管理器”以将其添加到 ROI 管理器中。为验证分割效果,打开 ROI 管理器窗口并选择要查看的 ROI。单击“更多”、“平移”,输入记录的 X 和 Y 值,然后按“确定”。
将原始图像最大化,然后在 ROI 管理器中选择感兴趣区域(ROI)。使用方向键调整 ROI,直至其与伤口轮廓对齐。确认分割无误后,选择“分析”和“测量”以获取伤口的测量数据。
由于炎症反应,伤口闭合率在第2天初期上升至138.04%,随后逐渐下降,并进入修复与巩固阶段,第7天后观察到持续的伤口闭合。伤口边缘回缩距离在炎症期初期增加,但自第3天起开始减少,Gilman公式结果表明伤口逐渐收缩。
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本研究介绍了一种用于宏观伤口测量的标准化摄影装置,旨在减少伤口评估中的变异性。通过采用受控的成像条件,该方法提高了在临床前模型中伤口闭合测量的准确性。
小鼠模型中用于创面闭合动力学研究的标准化数字平面测量法,解决了临床前治疗评估中可重复、定量分析的关键需求。该方法通过减少测量变异,提高了早期创面愈合研究的预测可信度,并为再生医学及皮肤科药物候选物的稳健筛选提供支持。其良好的可重复性和严格的定量特性,使其成为转化研究及跨研究间数据比较的一项基础性技术。
该数字平面测量工作流程涵盖了从早期发现到临床前验证的全过程,支持伤口愈合项目中的假设验证、检测方法开发及转化研究。