October 27th, 2015
모세관 내시경 검사는 미세순환에서 모세혈관을 직접 시각화하기 위한 비침습적이고 효율적이며 상대적으로 저렴하고 배우기 쉬운 방법론입니다. 그러나 현재까지 모세관 내시경 데이터를 정량화하는 데 사용할 수 있는 복잡한 소프트웨어 프로그램의 신뢰성을 설명하는 출판물은 단 한 건에 불과합니다. 여기에서는 표준화된 알고리즘을 사용하여 모세관을 정량화하기 위한 간단하고 신뢰할 수 있는 프로토콜을 제시합니다.
이 절차의 전반적인 목표는 손톱 큐티클 바로 아래 피부 영역에서 평방 밀리미터당 모세혈관 수를 정량화하는 것입니다. 이것은 먼저 큐티클 아래 손톱 바닥의 흑백 사진을 찍음으로써 수행됩니다. 두 번째 단계는 이미지를 컴퓨터 이미징 프로그램으로 가져오는 것입니다.
다음으로, 모세관을 더 잘 시각화하기 위해 마지막 단계는 1제곱밀리미터 이내의 모든 모세관을 식별하고 계수하는 것입니다. 궁극적으로 이미지 조작은 개인의 모세혈관의 양과 형태를 보여주는 데 사용됩니다. 이 방법은 고혈압, 당뇨병 및 기타 질병이 미세 순환에 어떤 영향을 미칠 수 있는지와 같은 심혈관 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다.
흑백 디지털 카메라를 사용하여 앞에서 설명한 대로 모세관 이미지를 얻습니다. 그런 다음 모세관 이미지를 얻는 데 사용된 것과 동일한 카메라 및 확대 이미징 조건을 사용하여 밀리미터 표시가 있는 조롱의 보정 이미지를 촬영합니다. 조롱의 이미지를 컴퓨터 이미징 프로그램으로 가져 와서 눈금자의 사진에서 1mm 선의 픽셀 수를 측정합니다.
이 숫자를 기록하고 1mm x 1mm 영역에 있는 픽셀 수를 계산합니다. 다음으로, 모세관 이미지 중 하나를 열고, 최적 맞춤 히스토그램을 사용하여 이미지를 조정하여 모세관을 어둡게 하고, 배경을 밝게 합니다. 그런 다음 드롭다운 메뉴에서 ROI 생성 명령을 사용하여 화면 상단에 1mm x 1mm 관심 영역을 만듭니다.
관심 영역을 가장 선명한 모세관 루프가 있는 위치로 끌어다 놓습니다. 모세관 루프의 정점이 영역의 맨 위에 위치하도록 관심 영역이 배치되었는지 확인합니다. 프로토콜의 이 단계에서 재현성 및 표준화의 핵심은 1mm 제곱의 관심 영역 상자를 적절하게 배치하는 것입니다.
표준화를 유지하기 위한 좋은 경험 법칙은 이미지를 구성하는 모세관 루프의 정점 또는 끝에 상자를 배치하는 것입니다. 올바르게 배치되면 ROI를 클릭한 다음 표시되는 드롭다운 메뉴에서 자르기를 클릭한 다음 이미지를 평면화하여 향후 모든 이미지 조정이 이미지에 균일하게 적용되도록 합니다. 다음으로, 모세혈관이 최대로 시각화되도록 이미지의 대비를 75로 높입니다.
또한 de 모세관의 가장자리를 매끄럽게 하기 위해 이미지를 얼룩덜룩하게 합니다. 히스토그램을 가장 적합한 모델로 조정하여 모세관이 검은색이고 배경이 흰색이 되도록 이미지 대비를 마무리합니다. 각 이미지에서 대상 개체 기능을 사용하여 잘 정의된 모세관의 한 부분을 수동으로 선택하면 프로그램에서 계산할 개체로 인식됩니다.
그런 다음 카운팅 알고리즘에서 무시해야 하는 영역에 대한 참조로 배경 기능을 사용하여 배경의 작은 부분을 선택합니다. 배경 소음이 모세관으로 계산되지 않도록 계산된 개체의 최소 지름을 5픽셀로 설정합니다. 그런 다음 count 함수를 사용하여 각 개인에 대한 이미지의 모든 모세혈관을 즉시 계산합니다.
보다 신뢰할 수 있는 평가를 얻기 위해 3개에서 4개의 이미지를 평균적으로 계산합니다. 시간을 절약하려면 먼저 이 비디오에서 수행 및 설명된 단계와 프로세스에 따라 매크로 이름을 지정하는 Record Macro를 선택하여 하나 이상의 이미지에 대해 특정 프로세스 시퀀스를 자동으로 수행하는 매크로를 만듭니다. 그런 다음 매크로가 기록되는 동안 이미지 조작 단계를 수행합니다.
향후 사진에 매크로를 사용할 때 매크로 실행을 클릭하기만 하면 프로그램이 원하는 이미지에 기록된 개선 사항을 자동으로 적용합니다. 사용자 입력이 필요한 유일한 단계는 이미지를 자를 위치를 선택하는 것입니다. 최적으로 처리된 이미지는 30초 이내에 계수할 수 있으며 모세관과 배경, 개별 모세관을 서로 명확하게 구분할
수 있습니다.최종 향상된 이미지가 여기에 표시됩니다. 이 이미지에 대해 결정된 총 개수는 제곱 밀리미터당 54개의 모세관이었습니다. 이 기술은 20분 이내에 12개의 이미지를 정량화하고 조작하는 데 사용할 수 있습니다.
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모세혈관경 검사는 미세 순환에서 모세혈관을 비침습적으로 시각화하는 방법입니다. 이 기사는 표준화된 알고리즘을 사용하여 모세혈관을 정량화하기 위한 신뢰할 수 있는 프로토콜을 제시합니다.
Standardized quantitation of capillary density using computerized nailfold capillaroscopy addresses a critical need for reproducible microvascular assessment in early discovery and translational research. This method reduces subjectivity and user fatigue, enabling reliable, quantitative evaluation of microcirculation relevant to disease modeling and target validation. Its reproducibility and efficiency support robust decision-making at key inflection points in cardiovascular and metabolic disease pipelines.
This computerized capillaroscopy method integrates into the discovery-to-preclinical continuum, supporting both early hypothesis testing and translational biomarker alignment.