Een reproduceerbare geautomatiseerde methode voor kwantificering van capillaire dichtheid gebruik Nailfold Capillaroscopy

Het algemene doel van deze procedure is om het aantal haarvaten per vierkante millimeter te kwantificeren in het huidgebied direct onder de nagelriem. Dit wordt bereikt door eerst een monochroom beeld op te nemen van het nagelbed onder de nagelriem. De tweede stap is om het beeld te importeren in een computerbeeldverwerkingsprogramma.

Vervolgens worden de beelden bewerkt. Om de capillairen beter te kunnen visualiseren, is de laatste stap het identificeren en tellen van alle capillairen binnen één vierkante millimeter. Uiteindelijk wordt beeldmanipulatie gebruikt om de kwantiteit en morfologie van de capillairen van een individu aan te tonen. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen in het cardiovasculaire veld, zoals de vraag hoe hypertensie, diabetes en andere ziekten de microcirculatie kunnen beïnvloeden.

Maak met een monochrome digitale camera capillaire beelden zoals eerder beschreven. Maak vervolgens kalibratiebeelden van een liniaal met millimetermarkeringen, gebruikmakend van dezelfde camera en dezelfde instellingen voor vergroting als bij het verkrijgen van de capillaire beelden. Importeer het beeld van de liniaal in het computerbeeldverwerkingsprogramma en meet het aantal pixels in een lijn van één millimeter op de foto van de liniaal.

Schrijf dit getal op en bereken het aantal pixels in een gebied van één millimeter bij één millimeter. Open vervolgens een van de capillairbeelden en maak de capillairen donkerder en de achtergrond lichter door het beeld aan te passen met een best-fit histogram. Gebruik daarna het commando 'create ROI' in het uitklapmenu om een interessegebied (ROI) van één millimeter bij één millimeter aan de bovenkant van het scherm te creëren.

Sleep en positioneer het interessegebied op de locatie met de duidelijkste capillaire lussen. Zorg ervoor dat het interessegebied zodanig wordt geplaatst dat de apex van de capillaire lussen zich helemaal aan de bovenkant van het gebied bevindt. De sleutel tot de reproduceerbaarheid en standaardisatie van deze stap in het protocol is de juiste plaatsing van het interessegebied-vak van één vierkante millimeter.

Een goede vuistregel om de standaardisatie te behouden, is om het kader bij de apex of de punt van de capillaire lussen van de afbeelding te plaatsen. Zodra deze correct is gepositioneerd, klikt u op de ROI en vervolgens op 'crop' in het menu dat verschijnt; maak de afbeelding daarna vlak (flatten), zodat alle toekomstige beeldaanpassingen gelijkmatig op de afbeelding worden toegepast. Verhoog vervolgens het contrast van de afbeelding naar 75, zodat de capillairen maximaal zichtbaar zijn.

Pas vervolgens de speckle-reductie op de afbeelding toe om de randen van de haarvaten te gladstrijken. Optimaliseer het contrast van de afbeelding door het histogram aan te passen aan het best passende model, zodat de haarvaten zwart zijn en de achtergrond wit. Selecteer op elke afbeelding handmatig een deel van een goed gedefinieerde haarvat met de functie 'target object' om deze te definiëren als de objecten die door het programma geteld moeten worden.

Select vervolgens een klein deel van de achtergrond met de achtergrondfunctie als referentie voor gebieden die door het telalgoritme moeten worden genegeerd. Stel de minimale diameter van de getelde objecten in op vijf pixels om te voorkomen dat achtergrondruis als capillairen wordt geteld. Gebruik daarna de tel-functie om direct alle capillairen in de afbeelding voor elk individu te tellen.

Bereken het gemiddelde van drie tot vier afbeeldingen om tot een betrouwbaardere beoordeling te komen. Om tijd te besparen, kunt u een macro maken om automatisch een specifieke reeks processen op één of meerdere afbeeldingen uit te voeren; selecteer hiervoor eerst 'record macro' en benoem de macro op basis van de stappen en processen die in deze video worden uitgevoerd en beschreven. Voer vervolgens de stappen voor de beeldbewerking uit terwijl de macro opneemt.

Bij het gebruik van de macro op toekomstige afbeeldingen volstaat het om op 'macro uitvoeren' te klikken, waarna het programma de opgenomen verbeteringen automatisch toepast op de gewenste afbeeldingen. De enige stap die gebruikersinvoer vereist, is het bepalen van het kader voor het bijsnijden van de afbeelding. Een optimaal bewerkte afbeelding kan binnen 30 seconden worden geteld en maakt een duidelijk onderscheid tussen haarvaten en de achtergrond, alsof tussen individuele haarvaten onderling.

De uiteindelijke verbeterde afbeelding wordt hier getoond. Het totale aantal dat voor deze afbeelding is bepaald, was 54 capillairen per vierkante millimeter. Eenmaal beheerst, kan deze techniek worden gebruikt om 12 afbeeldingen binnen 20 minuten te kwantificeren en te manipuleren.