Visualisatie en kwantificering van de Cell-vrij laag in van de rat cremasterspier

Het algemene doel van deze procedure is om de spatiotemporele variaties in de breedte van de in vivo celvrije laag te kwantificeren. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen op het gebied van micro-hemodynamiek, om de rol van celfilie in de microcirculatie beter te begrijpen. Het belangrijkste voordeel van deze methode is dat de breedte van de in vivo celfilie consistenter en gemakkelijker kan worden gekwantificeerd dan met eerdere handmatige meettechnieken, die zeer tijdrovend waren.

Voordat u begint met het meten van de breedte van de celvrije laag, voert u het pre-MatLab-scriptbestand voor de celvrije laag uit. Klik vervolgens op 'open file' om het videobestand voor analyse te selecteren en pas de rotatieschuifregelaar aan om de wanden van het enkele vat verticaal uit te lijnen, waarbij u de zoomschuifregelaar gebruikt om indien nodig het zoomniveau aan te passen. Wanneer het vat in de juiste positie staat, klikt u op 'confirm editing' en vervolgens op 'set ROI to crop' om het interessegebied te definiëren.

De uitgelijnde afbeelding wordt in een pop-upvenster weergegeven. Pas het rechthoekige doelgebied op de afbeelding naar behoefte aan en dubbelklik op het doelgebied om het regio van interesse te bevestigen. Klik vervolgens op Extract Images om alle bewerkte videoframes te extraheren naar opeenvolgende bitmap-afbeeldingen, die worden opgeslagen in de map met dezelfde naam als het geselecteerde videobestand.

Om de breedte van de celvrije laag te meten, klikt u op Select Folder en selecteert u de map met afbeeldingen. Het eerste afbeeldingsframe verschijnt in het grijswaardenpaneel, samen met het bijbehorende grijswaarde-intensiteitshistogram in het histogrampaneel. Selecteer het gewenste afbeeldingsframe uit de lijst om de analyse uit te voeren en klik op Find Vessel Walls om de binnenwand van het vat in de afbeelding te identificeren, bepaald als de locatie waar de piek van het lichtintensiteitsprofiel over twee pixels overgaat van donker naar licht.

Vink mediaanfilter aan om een mediaanfilter op de afbeelding toe te passen om zout-en-peperruis te verminderen. Vink automatisch contrast aan voor een digitale aanpassing van de beeldintensiteiten om het beeldcontrast te verbeteren. Selecteer vervolgens een drempelwaarde-algoritme in het keuzemenu om automatisch de drempelwaarde te bepalen die de grijswaarden verdeelt in twee klassen: witte pixels met grijswaarden boven de drempelwaarde en zwarte pixels met grijswaarden onder de drempelwaarde.

Om de ruimtelijke variatie van de breedtes van de celvrije laag te meten, voert u de pixelresolutie in het vak voor pixelresolutie in. Klik vervolgens op Bereken om de ruimtelijke variatie van de breedtes van de celvrije laag te verkrijgen en klik op Export.csv om de gegevens van de breedte van de celvrije laag in een getabelleerd formaat te exporteren.

Om de temporele variatie van de breedtes van de celvrije laag langs een specifieke analyselijn in het vat te meten, klikt u op Temporal Variation en voert u de informatie over de framerate in. Voer het eerste en het laatste frame van de beelden voor de analyse respectievelijk in de vakken start frame en last frame in. Gebruik de schuifregelaar van de analyselijn om de positie van de analyselijn langs het vat te selecteren en bevestig de positie van de analyselijn zoals geïllustreerd op zowel de grijswaarden- als de binaire beelden.

Klik vervolgens op Calculate om de temporele variatie van de breedtes van de celvrije laag te verkrijgen en klik op Export.csv om de gegevens van de breedte van de celvrije laag in een getabelleerd formaat te exporteren. Hier wordt een typische stroom van rode bloedcellen door een onvertakte arterie in de m. cremaster van de rat getoond, waarbij de celvrije laag waargenomen kan worden tussen de RBC-kern en de binnenwand van het vat.

Een goed contrast tussen deze componenten is essentieel om de nauwkeurigheid van de metingen van de breedte van de celvrije laag te waarborgen. De eerste fase van de beeldanalyse omvatte de detectie van de binnenwand van het vat. Door het lichtintensiteitsprofiel langs de analyselijn loodrecht op het vat vast te leggen, wordt de locatie benaderd op de piek die over twee pixels overgaat van donker naar licht.

Vervolgens worden de grenzen van de RBC-kern gedetecteerd met behulp van het beelddrempelwaarde-algoritme, waarna de CFL-breedtes kunnen worden berekend. Omdat rode bloedcellen in de celvrije laag verschillende lichttransmissies hebben, kan het verschil in grijswaarden worden onderverdeeld in twee klassen. De identificatie van een nauwkeurige drempelwaarde tussen de twee pieken in het beeldhistogram kan echter worden beperkt door een matige beeldkwaliteit en contrast.

Om het contrast tussen de rode bloedcellen en de celvrije laag te verbeteren, kan een blauw filter worden gebruikt. Dit is nog duidelijker in deze afbeeldingen, waar de grenzen van de kernen van de rode bloedcellen nauwkeuriger werden geïdentificeerd met een blauw filter. Het thresholding-algoritme kan de meting van de breedte van de celvrije laag eveneens beïnvloeden, zoals blijkt uit deze afbeeldingen waarin de verschillende thresholding-algoritmen leidden tot de identificatie van verschillende grenzen van de rode bloedcelkernen en daarmee tot verschillende breedtes van de celvrije laag.

De meting van de breedte van de cellenvrije laag in vivo is zeer gevoelig voor de beeldkwaliteit. Voer de chirurgische ingreep daarom zorgvuldig uit en maak gebruik van een geschikte optische assistent om beelden van goede kwaliteit te verkrijgen. Bovendien is het essentieel om het juiste algoritme voor drempelwaarde-bepaling van beelden te selecteren om een nauwkeurige en consistente meting van de breedte van de cellenvrije laag te waarborgen.