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Medicine

Nailfold Capillaroscopy का उपयोग कर केशिका घनत्व के quantitation के लिए एक प्रतिलिपि प्रस्तुत कम्प्यूटरीकृत विधि

Published: October 27, 2015 doi: 10.3791/53088
* These authors contributed equally

Abstract

Capillaroscopy सीधे microcirculation visualizing के लिए एक गैर इनवेसिव, कुशल, अपेक्षाकृत सस्ती और जानने के लिए आसान पद्धति है। capillaroscopy तकनीक संभावित मूल्यवान dermatologic, आंखों, rheumatologic और हृदय नैदानिक ​​अनुप्रयोगों की एक किस्म के लिए अग्रणी, एक मरीज की microvascular स्वास्थ्य में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं। इसके अलावा, ट्यूमर के विकास को ट्यूमर के भीतर microvessel घनत्व को मापने के द्वारा quantitated किया जा सकता है, जो angiogenesis, पर निर्भर हो सकता है। हालांकि, वहाँ तकनीकों का कोई मानकीकरण के लिए वर्तमान में छोटी है, और आज तक केवल एक ही प्रकाशन capillaroscopy डेटा quantitating के लिए एक वर्तमान में उपलब्ध है, जटिल कंप्यूटर आधारित एल्गोरिदम की विश्वसनीयता की रिपोर्ट। 1 यह पत्र एक नया, सरल, विश्वसनीय, मानकीकृत केशिका गिनती एल्गोरिथ्म का वर्णन nailfold capillaroscopy डेटा quantitating के लिए। एक सरल, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य कम्प्यूटरीकृत capillaroscopy एल्गोरिथ्म इस तरह यह अधिक सुविधा होगी के रूप मेंशोधकर्ताओं और चिकित्सकों के बीच में तकनीक का व्यापक उपयोग। कई शोधकर्ताओं वर्तमान परिणामों के उपयोगकर्ता थकान और आत्मीयता को बढ़ावा देने, हाथ से capillaroscopy छवियों का विश्लेषण। यह पत्र एक उपन्यास का वर्णन करता है, आसान करने के लिए उपयोग छवि प्रसंस्करण एल्गोरिथ्म एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य, अर्द्ध स्वचालित गिनती एल्गोरिथ्म के अलावा स्वचालित। इस एल्गोरिथ्म आत्मीयता को कम करते हुए मिनट में छवियों के विश्लेषण के लिए सक्षम बनाता है; प्रशिक्षण केवल समय की एक न्यूनतम राशि (हमारे अनुभव में, कम से कम 1 घंटा) तकनीक को जानने की जरूरत है।

Introduction

माईक्रवैस्कुलर इमेजिंग। कई संभावित नैदानिक ​​अनुप्रयोगों के साथ एक तेजी से बढ़ते क्षेत्र है उदाहरण के लिए 2, कैंसर चिकित्सा विज्ञानियों संभव उपचार के विकल्प में ट्यूमर और अंतर्दृष्टि की स्थिति के विषय में बहुमूल्य जानकारी उपज, ट्यूमर angiogenesis की सीमा निर्धारित करने के microvessel इमेजिंग का उपयोग कर रहे हैं। 3 4 हालांकि, nailfold capillaroscopy शायद microvascular इमेजिंग के सबसे अधिक लागत प्रभावी और व्यापक रूप से लागू रूप है। शोधकर्ताओं केशिका आकृति विज्ञान रक्त प्रवाह दरों का अध्ययन करने और जांच करने के लिए वीडियो nailfold capillaroscopy उपयोग कर रहे हैं। 5 6 वीडियो और अभी भी तस्वीर nailfold capillaroscopy दोनों हैं adjuncts निदान और इस तरह के प्रणालीगत काठिन्य के रूप में Raynaud घटना और विभिन्न संयोजी ऊतक रोगों के इलाज के लिए देखभाल करने के लिए। 2

Nailfold capillaroscopy के रूप में अच्छी तरह से विभिन्न संभावित हृदय आवेदन किया है। वर्तमान अनुसंधान का उपयोग कर nailfold capillaroscopy चलता हैकि मधुमेह टाइप 1 और टाइप 2 रोगियों गैर मधुमेह व्यक्तियों की तुलना में कोई बदलाव नहीं केशिका घनत्व असामान्य केशिका आकृति विज्ञान के एक उच्च व्याप्ति दिखा रहे हैं, अभी तक है। 7-8 Capillaroscopy भी प्रयोगात्मक उच्च रक्तचाप में अध्ययन किया गया है। एक कम केशिका घनत्व के लिए अग्रणी स्ट्रक्चरल केशिका विरलीकरण गैर उच्च रक्तचाप से ग्रस्त व्यक्तियों की तुलना में उच्च रक्तचाप से ग्रस्त व्यक्तियों में प्रदर्शन किया गया है। 9-10 इन पुराने उच्च रक्तचाप से ग्रस्त रोगियों के विपरीत संरचनात्मक विरलीकरण जो प्रदर्शन, और अधिक हाल के शोध से दिखा दिया है कि (40 और उससे अधिक उम्र मतलब है) युवा उच्च रक्तचाप से ग्रस्त रोगियों संरचनात्मक विरलीकरण के बिना कार्यात्मक विरलीकरण है (कम आयु के 40 वर्ष पुराने मतलब है)। 11 यह कार्यात्मक विरलीकरण से पहले होता है कि पता चलता है और संरचनात्मक विरलीकरण करने के लिए समय के साथ प्रगति कर सकते हैं।

दिलचस्प है, उच्च रक्तचाप से ग्रस्त रोगियों को ऐसे Perindopril के रूप में विशिष्ट antihypertensive दवाओं के साथ इलाज / Indapamide आदर्श रूप से प्रदर्शितअल केशिका घनत्व और उपचार के बाद endothelial समारोह, ऐस (एंजियोटेनसिन परिवर्तित एंजाइम) अवरोधकों या मूत्रल के साथ इलाज उन तुलनीय रक्तचाप पर नियंत्रण के बावजूद एक कम केशिका घनत्व को बनाए रखा है। 12 यह कुछ antihypertensive दवाओं केशिका पीछे से केशिका घनत्व के मानक के अनुसार हो सकता है कि पता चलता है उच्च रक्तचाप की वजह से विरलीकरण। इसके अलावा, अन्य शोधकर्ताओं नमक की मात्रा में कमी उच्च रक्तचाप से ग्रस्त व्यक्तियों में दोनों कार्यात्मक और संरचनात्मक केशिका विरलीकरण के पलटने की ओर जाता है कि पता चला है। 13

इस प्रौद्योगिकी के विभिन्न संभावित नैदानिक ​​अनुप्रयोगों के बावजूद, तकनीक में थोड़ा मानकीकरण केशिका घनत्व छवियों quantitating के लिए नहीं है। 2 तारीख को, शोधकर्ताओं केशिका घनत्व परिणाम इंट्रा-पर्यवेक्षक और अंतर-पर्यवेक्षक परिप्रेक्ष्य केवल सटीक यदि दोनों से प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य हो पाया है एक ही क्षेत्र के लिए हर बार की गिनती की जा रही है। 1,14 15 9 16 17 18 का उपयोग कर केशिका मायने रखता प्रदर्शन किया है।

केशिका छवियों के quantitation के लिए मानकीकृत, कंप्यूटर आधारित एल्गोरिदम सैद्धांतिक रूप से capillaroscopy के नैदानिक ​​अनुप्रयोगों की सुविधा कम आत्मीयता के साथ और अधिक कुशल और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य डेटा विश्लेषण प्रदान करते हैं। कुछ शोधकर्ताओं ने वास्तव में। Nailfold capillaroscopic चित्रों से डेटा quantitate करने के लिए 1,6 19 20 हालांकि, आज तक केवल एक ही प्रकाशन capillaroscopy डेटा, 1 quantitating के लिए उपलब्ध एक जटिल सॉफ्टवेयर प्रोग्राम की विश्वसनीयता का वर्णन कंप्यूटर आधारित कार्यक्रमों का इस्तेमाल किया है और इस कार्यक्रम के रूप में जटिल है पहले से सटीक एक ही दृश्य क्षेत्र गिनती करने के लिए आवश्यकता से ऊपर उल्लेख किया। यहाँ, हम के लिए अनुमति देता है जो एक मानकीकृत कलन विधि का उपयोग केशिकाओं quantitating के लिए एक सरल, विश्वसनीय प्रोटोकॉल प्रस्तुतकई दृश्य क्षेत्रों का उपयोग करें। कई दृश्य क्षेत्र का उपयोग न केवल प्रक्रिया को सरल, लेकिन यह भी केशिका गिनती में सामान्य जैविक विभिन्नता का आकलन परमिट।

इस अध्ययन का उद्देश्य केशिका quantitation प्रक्रिया का मानकीकरण जो एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य और कुशल कंप्यूटर आधारित एल्गोरिथ्म का वर्णन है। इन तरीकों में पूरी तरह से स्वचालित नहीं कर रहे हैं वे बहुत कम उपयोगकर्ता इनपुट की आवश्यकता होती है, और चित्रों के तेजी से और विश्वसनीय quantitation प्रदान करते हैं।

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Protocol

नोट: केशिका छवियों को प्राप्त करने के लिए अधिग्रहण की प्रक्रिया पहले से प्रकाशित किया गया है और एक इसी छवि के अधिग्रहण और विश्लेषण कंप्यूटर प्रोग्राम के साथ एक अभी भी डिजिटल कैमरे का उपयोग कर पूरा किया है 11 21 इस प्रयोगशाला विश्लेषण के लिए छवि अधिग्रहण को सरल बनाने, विश्लेषण, नहीं वीडियो के लिए अभी भी छवियों का इस्तेमाल करता है।। निम्नलिखित छवियों से केशिकाओं quantitating के लिए नई तकनीक का वर्णन है।

1. छवि सुधारने की प्रक्रिया

  1. एक मोनोक्रोम डिजिटल कैमरे के साथ डिजिटल छवियों प्राप्त करते हैं। इस तरह के कैमरे के साथ एक शासक के रूप में जाना जाता लंबाई की एक वस्तु की तस्वीर लेने से भी जाना जाता है आकार की एक वस्तु के लिए छवियों को जांचना। इस प्रक्रिया को मापने के लिए और सही रूप में प्रसंस्करण के बाद केशिकाओं गिनती करने के लिए कंप्यूटर प्रोग्राम की अनुमति देता है। आदर्श रूप में सबसे ज्यादा सटीक के लिए, एक reticule (यह etched में एक शासक के साथ कांच के वैज्ञानिक रूप से निर्मित टुकड़ा) का इस्तेमाल किया जाना चाहिए। एक 1 मिमी वर्ग में पिक्सल की संख्या को मापनेएक कंप्यूटर प्रोग्राम का उपयोग कर बॉक्स।
    नोट: इस प्रोटोकॉल के reproducibility और मानकीकरण के लिए महत्वपूर्ण गिना जाता है कि 1 मिमी 2 बॉक्स के उचित स्थान पर काफी हद तक निर्भर करता है।
  2. केशिकाओं के दृश्य को अधिकतम जाएगा जो पृष्ठभूमि, केशिकाओं काला कर और हल्का करने के लिए विपरीत वृद्धि उपकरणों का उपयोग करें। पृष्ठभूमि से केशिकाओं की प्रारंभिक भेदभाव बाद के चरणों में छवि का उचित फसल के लिए महत्वपूर्ण है। एक का उपयोग कर छवि का समायोजन करके इस मत पर इस पर क्लिक करने के लिए "सबसे अच्छा फिट हिस्टोग्राम।": कब्जा, तीव्रता, छवि हिस्टोग्राम, सबसे अच्छा फिट।
  3. एक नई छवि के रूप में केशिका गिनती के लिए ब्याज (आरओआई) के एक क्षेत्र फसल (, हित के क्षेत्रों का चयन करें)। 1 मिमी के बराबर 530 पिक्सल पर छवियों को औजार के द्वारा निर्धारित किया गया था, जो एक 1 मिमी 2 बॉक्स का उपयोग करें। फसली छवि छवि के ऊपर से ही केशिका छोरों के शीर्ष स्थानों की जाँच करें।
  4. इसलिए भविष्य की सभी छवि समायोजन समान रूप से लागू किया जाएगा छवि समतलछवि। पर इस पर क्लिक करने के लिए:, प्रक्रिया टैब, 2 डी फिल्टर समतल, "उज्ज्वल," वस्तु चौड़ाई के बीजी तीव्रता "75," लागू करने के लिए।
  5. केशिकाओं ज़्यादा से ज़्यादा कल्पना कर रहे हैं, ताकि छवि के विपरीत उठाएँ। ऐसा करने के लिए पर क्लिक करें: 75 के विपरीत बढ़ा है, टैब, प्रदर्शन को समायोजित।
  6. प्रक्रिया टैब, 2 डी फिल्टर, despeckle, गिरी आकार 7 एक्स 7 पर क्लिक करके केशिकाओं के किनारों चिकनी करने के लिए छवि despeckle, लागू होते हैं।
  7. केशिकाओं काले होते हैं और पृष्ठभूमि सफेद है तो छवि के विपरीत को अंतिम रूप। "सबसे अच्छा फिट" मॉडल के लिए हिस्टोग्राम का समायोजन करके इस कदम को पूरा करें।
    नोट: संसाधित छवि निम्न चरणों की तरह दिखना चाहिए का एक उदाहरण के लिए प्रतिनिधि परिणाम में 2 चित्रा को देखें।

केशिका गिनता प्रदर्शन 2. / Quantitating केशिका घनत्व

  1. प्रत्येक छवि पर, स्वयं "लक्ष्य वस्तु" featur का उपयोग कर एक अच्छी तरह से परिभाषित केशिका के एक भाग का चयनवस्तुओं कार्यक्रम द्वारा गिना जा के रूप में ई मान्यता प्राप्त हो। फिर, गिनती एल्गोरिथ्म की अवहेलना किए जाने की जरूरत है कि क्षेत्रों के लिए एक संदर्भ के रूप में, "पृष्ठभूमि" सुविधा का उपयोग, पृष्ठभूमि का एक छोटा सा हिस्सा चयन करें।
    नोट: इन मुख्य आकर्षण का संयोजन पृष्ठभूमि शोर अनदेखी करते हुए सभी केशिकाओं पर प्रकाश डाला होने का कारण बनता। quantitation (गिनती) प्रोटोकॉल रंग और आकृति विज्ञान पर आधारित छवि के भागों को अलग करने के लिए कंप्यूटर कार्यों का इस्तेमाल करता है।
  2. तुरन्त इमेजिंग उपकरणों के साथ छवि में सभी केशिकाओं गिनती करने के लिए गिनती समारोह का प्रयोग करें। केशिकाओं के रूप में पृष्ठभूमि शोर गिनती से बचने के लिए 5 पिक्सल को गिना वस्तुओं की न्यूनतम व्यास सेट करें।
  3. एक और अधिक विश्वसनीय आकलन प्राप्त करने के क्रम में 4 चित्र - प्रत्येक व्यक्ति के लिए, 3 की औसत गिनती।
    नोट: छवि मतगणना प्रक्रिया के दौरान की तरह दिखना चाहिए का एक उदाहरण के लिए प्रतिनिधि परिणाम में 3 चित्रा को देखें।
  4. 3. बनाना और छवि प्रसंस्करण स्वचालित मैक्रो का उपयोग

    नोट: समय बचाने के लिए, मैक्रो को स्वचालित रूप से एक या कई छवियों पर प्रक्रियाओं की एक विशिष्ट अनुक्रम प्रदर्शन करने के क्रम में बनाया जा सकता है। इन दृश्यों की छवि संशोधनों तेज बनाने के क्रम में अनुकूलित किया जा सकता है। संक्षेप में, इन मैक्रो छवियों कार्रवाई कर रहे हैं कि कैसे याद है, और जल्दी से और कोई उपयोगकर्ता इनपुट के साथ सभी चरणों का प्रदर्शन करते हैं। मैक्रो को बिना तस्वीर के बारे में प्रति 8 मिनट के लिए विरोध के रूप में 12 केशिका छवियों पर गिना जाता है प्रदर्शन, मैक्रो (2 तस्वीर प्रति मिनट से 3) के साथ 20 से 30 मिनट के बीच इस प्रयोगशाला लेता है। इसलिए मैक्रो का उपयोग कर 3 से 5 गुना अधिक कुशल स्वयं प्रत्येक व्यक्ति की छवि प्रसंस्करण से अधिक है।

    1. एक मैक्रो बनाने के क्रम में, "रिकॉर्ड मैक्रो" का चयन और एक छवि पर ऊपर चरण 1 और 2 में वर्णित के रूप में कदम और प्रक्रियाओं, वांछित प्रदर्शन करते हैं। भविष्य में संदर्भ के लिए प्रदर्शन किया गया जो छवि प्रसंस्करण कदम के आधार पर मैक्रो का नाम। जब यूएसआईभविष्य चित्रों पर मैक्रो एनजी, बस "रन मैक्रो" क्लिक करें और प्रोग्राम स्वचालित रूप से वांछित छवि (ओं) के लिए दर्ज संवर्द्धन लागू होगी।
      नोट: इस प्रयोगशाला में कुछ ही सेकंड में तरीकों की धारा 1 में कदमों में से एक है, लेकिन सभी को करने के लिए एक मैक्रो का उपयोग करता है। उपयोगकर्ता इनपुट की आवश्यकता है कि केवल कदम छवि फसल के लिए है, जहां 1.2 कदम का चयन है।

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Representative Results

इस छवि प्रसंस्करण प्रक्रिया के लक्ष्य वे सही मात्रा निर्धारित किया जा सकता है तो पृष्ठभूमि छवि से केशिकाओं अंतर करने के लिए है। दोनों अधूरा छवि प्रसंस्करण और अत्यधिक छवि प्रसंस्करण केशिकाओं यों करने के लिए कार्यक्रम की क्षमता के लिए हानिकारक हैं। चित्रा 3 में देखा, अधूरी छवि प्रसंस्करण पृष्ठभूमि से अलग करने के लिए केशिकाओं कठिन बना देता है। यह उपयोगकर्ता के ऊपर वर्णित गिनती विधि सही कुछ केशिकाओं को उजागर करने के लिए उपयोगकर्ता की क्षमता पर निर्भर करता है के बाद से आसानी से एक केशिका की सीमा भेद करने में सक्षम होना महत्वपूर्ण है। चित्रा 3 के रूप में देखा दूसरी ओर, अनावश्यक छवि प्रसंस्करण कदम के आवेदन भी मात्रा का ठहराव प्रक्रिया के लिए हानिकारक हो सकता है इसलिए केशिकाओं के धुंधला करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं।

एक बेहतर संसाधित छवि 30 सेकेंड के भीतर गिना जाता है और स्पष्ट रूप से के रूप में पृष्ठभूमि से केशिकाओं को दूसरों से अलग किया जा सकता हैएक दूसरे से अच्छी तरह से व्यक्तिगत केशिकाओं। एक संसाधित छवि का एक उदाहरण 3 चित्र में दिखाया गिना छवि के साथ, चित्रा 2 हिस्सा डी में देखा जाता है।

केशिका घनत्व nailbed के स्थान के आधार पर किया जा रहा है गिना। तालिका 1 nailbed पर केशिकाओं की शीर्ष पंक्ति से दूरी के साथ कि केशिका घनत्व बढ़ जाती है पता चलता है अलग है। रॉय के प्लेसमेंट का मानकीकरण reproducibility गिनती करने के लिए महत्वपूर्ण है। छवियों अलग आरओआई नियुक्तियों के साथ बदला जा सकता है कि कैसे एक पता चलता है।

आईडी टी 1 टी 2 T3 टी -4 शीर्ष मतलब एम 1 M2 एम 3 एम 4 मध्य मतलब एल 1 एल 2 L3 L4 निम्नतम
मरीज को एक
आधारभूत 46 45 44 46 45.25 64 62 62 62 62.5 66 67 66 66 66.25
शिरापरक रोड़ा 51 53 49 59 53 59 61 64 69 63.25 70 70 75 72 71.75
रोगी बी
आधारभूत 47 51 48 51 49.25 73 74 75 81 75.75 76 85 81 80 80.5
शिरापरक रोड़ा 68 57 65 64 63.5 75 78 76 72 75.25 91 89 93 83 89
रोगी सी
आधारभूत 51 54 51 56 53 66 59 58 60 60.75 60 61 62 69 63
शिरापरक रोड़ा 62 66 57 59 61 63 63 73 65 66 83 74 81 77 78.75

। तालिका 1: -, मध्यम केशिका में रूपांतर नाखून बिस्तर में विभेदक पोजिशनिंग साथ गिना जाता है इस तालिका में तीन अलग-अलग रोगियों (ए, बी, सी) आरओआई बॉक्स अस्थायित्व शीर्ष पर तैनात है जब (टी -4 टी 1 गिना जाता है) के लिए प्राप्त मायने रखता है पता चलता है (एम 1 - एम 4), और निचले क्षेत्रों (एल 1 - L4) नख बिस्तर की। मतलब की गिनती के विभिन्न प्रयोगशालाओं से प्राप्त मायने रखता तुलना करने के लिए आरओआई बॉक्स प्लेसमेंट के मानकीकरण के लिए की जरूरत है, प्रदर्शन क्षेत्रों को कम करने के लिए ऊपर से वृद्धि हुई है।

तालिका 1 में देखा 1.2 चरण में वर्णित क्षेत्र में गिना जाता है प्रदर्शन, आधारभूत मायने रखता है इन घ, शिरापरक रोड़ा मायने रखता है 50 से 100 के लिए कहीं भी लेकर कर सकते हैं / 2 मिमी, जबकि 30 से 60 केशिकाओं से लेकर चाहिएensities अन्य साहित्य से भिन्न होते हैं। इस प्रयोगशाला घनत्व सबसे कम है जहां केशिकाओं की पहली पंक्ति, पर मायने रखता है शुरू होता है, क्योंकि लेखक 'प्रयोगशाला में प्राप्त केशिका घनत्व मायने रखता है सबसे अधिक संभावना कम कर रहे हैं। तालिका 1 में देखा, nailbed के निचले क्षेत्रों में प्रदर्शन मायने रखता है Antonios एट अल 9 और Debbabi द्वारा पहले से प्राप्त मूल्यों की ओर मायने रखता वृद्धि एट अल। 16 यह विसंगति (पहली गणना के द्वारा nailbed capillaroscopy की मात्रा का ठहराव में मानकीकरण के लिए की जरूरत है दिखाता सबसे केशिकाओं के समीपस्थ) पंक्ति। केशिकाओं सबसे स्पष्ट रूप से और पूरी तरह से पहली पंक्ति में कल्पना और उत्तरोत्तर बाद में पंक्तियों के साथ कम दिखाई देने लगते हैं, क्योंकि केशिकाओं की पहली पंक्ति में गिनती भी इष्टतम है।

एन = 10 विषयों और दो स्वतंत्र प्रेक्षकों का उपयोग कर अंधे reproducibility के अध्ययनों का आयोजन किया गया। विश्वसनीयता परिणाम ए वी के द्वारा प्राप्त की औसत ए, बी, और सी की गिनती के लिए संदर्भ लें प्रत्येक के लिए 4 छवियों में परिणामों eraging। ए, बी, और सी मायने रखता है microvascular स्वास्थ्य, यहाँ संक्षेप में संक्षेप में आकलन करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं कि एक ही व्यक्ति के भीतर अलग-अलग शारीरिक राज्यों का प्रतिनिधित्व करते हैं। विवरण के पहले 21 प्रकाशित किया गया है। केशिका घनत्व उंगली nailfold त्वचा के वर्ग मिलीमीटर (मिमी 2) प्रति केशिकाओं की संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है। चरण में एक केशिकाओं लगातार 16 भरकर रखा जाता है जहां एक आराम कर रही आधारभूत चरण में है। स्टेज बी postocclusive प्रतिक्रियाशील hyperemia के दौरान होता है। ये मायने रखता लगातार भरकर रखा जाता है और बीच-बीच में भरकर रखा (कार्यात्मक आरक्षित) केशिकाओं का योग प्रतिनिधित्व करते हैं। इस चरण में केशिका समारोह 16 के एक उपाय के रूप में प्रयोग किया जाता है।

स्टेज सी इसलिए दोनों (सक्रिय लाल रक्त कोशिका (आरबीसी) गति के साथ) भरकर रखा और nonperfused (स्थिर, गैर चलती लाल रक्त कोशिकाओं से भरा) केशिकाओं सहित अधिक से अधिक केशिका घनत्व दिखा रहा है, शिरापरक रोड़ा के दौरान होता है। 22

इंट्रा-करदाता विश्वसनीयता के लिए> "ontent, intraclass सहसंबंध (आईसीसी) के लिए मायने रखता है। अंतर करदाता विश्वसनीयता के लिए, ICC देखने 0.94 मतलब सी के लिए एक मायने रखता है, मतलब बी की गिनती के लिए 0.93 और 0.94 थे मतलब 0.93 थे के लिए एक गिना जाता है मतलब है, मतलब सी के लिए मतलब बी की गिनती के लिए 0.98, 0.94 और तदनुसार, यहाँ वर्णित तकनीक अंतर और अंतर-पर्यवेक्षक reproducibility दोनों के लिए अच्छे परिणाम के साथ उत्कृष्ट विश्वसनीयता को दर्शाता है। गिना जाता है।

चित्र 1
फसल स्थान मानकीकरण चित्रा 1। यह आंकड़ा रॉय के बॉक्स से चर प्लेसमेंट दिख फसली छवि को बदल देता है दिखाता है कि कैसे। बाईं तरफ, बॉक्स केशिकाओं की पहली पंक्ति काट भी कम रखा गया है। मध्य बॉक्स केशिकाओं की पहली पंक्ति के ऊपर एक रिक्त स्थान के कारण बहुत अधिक रखा गया है। सही पर बॉक्स बेहतर रखा गया है। इसके फसली छवि सी की पहली पंक्ति से पता चलता हैछवि के ऊपर से ही apillaries। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा इमेज प्रोसेसिंग के 2 चरणों (ए) चरण में एक एक मोनोक्रोम कैमरे के साथ इस विषय के nailbed से लिया प्रारंभिक छवि को दर्शाता है;। (बी) के स्टेज बी पहली विपरीत वृद्धि के बाद मूल छवि को दर्शाता है। (सी) स्टेज सी 1 मिमी बॉक्स छवि बी से फसली का प्रतिनिधित्व करता है; हरे बॉक्स कैमरे के लिए 1 x 1 मिमी बॉक्स के बराबर है जो एक 530 x 530 पिक्सेल बॉक्स, पता चलता है (डी) स्टेज डी लगाने के बाद बढ़ाया छवि से पता चलता है ऊपर चर्चा संवर्द्धन। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें। चित्र तीन
चित्रा 3. अंतिम गिना छवि। बढ़ाया, गिना छवि। इस छवि के लिए चुना गया कुल गिनती / 2 मिमी 54 केशिकाओं था। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4
चित्रा 4. अनुचित छवि प्रसंस्करण। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

बाईं तरफ तस्वीर काफी संसाधित नहीं है कि एक तस्वीर से पता चलता है। केशिकाओं पृष्ठभूमि से अलग करना मुश्किल है और quantitation प्रक्रिया नकारात्मक affec होगीटेड। सही पर तस्वीर गलत छवि प्रसंस्करण के बाद एक ही छवि को दर्शाता है। व्यक्तिगत केशिकाओं अपने पड़ोसियों से भेद करना मुश्किल है और इस तरह quantitation प्रक्रिया को नकारात्मक रूप से प्रभावित हो जाएगा रहे हैं।

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Discussion

Nailfold capillaroscopy विभिन्न कैंसर, हृदय, और rheumatologic रोग अनुप्रयोगों के लिए भविष्य में एक चिकित्सकीय उपयोगी उपकरण के रूप में वादा दिखाता है। छवि अधिग्रहण की प्रक्रिया शोधकर्ताओं के बीच काफी सुसंगत है, अभी तक इमेज प्रोसेसिंग और विश्लेषण के लिए कई तरीकों वर्तमान में देखते हैं। तरीकों वर्तमान कम्प्यूटरीकृत और मैनुअल केशिका मायने रखता शामिल हैं। मैनुअल मायने रखता है कि वे समय लेने वाली हैं समस्याग्रस्त के रूप में कर रहे हैं, और उपयोगकर्ता आत्मीयता और थकान के अधीन। वर्तमान कंप्यूटर आधारित विधियों छवि सुधारने की प्रक्रिया और मात्रा का ठहराव प्रक्रिया में दोनों, उपयोगकर्ता इनपुट के एक उच्च स्तर की आवश्यकता होती है। छवि सुधारने के कदम पूरी तरह से स्वचालित रहे हैं यहाँ के रूप में वर्णित नई विधि, अपेक्षाकृत कम उपयोगकर्ता प्रशिक्षण या भागीदारी की आवश्यकता है। उपयोगकर्ता इनपुट केवल संसाधित छवियों में पृष्ठभूमि से केशिका भेद करने के लिए शुरू में मतगणना की प्रक्रिया के लिए आवश्यक है। यहाँ वर्णित के रूप में स्वचालित मैक्रो का उपयोग कर मनु की तुलना में तीन से पांच गुना अधिक कुशल हैसहयोगी प्रत्येक व्यक्तिगत छवि प्रसंस्करण।

विश्वसनीय मानकीकृत कंप्यूटर आधारित एल्गोरिदम capillaroscopy डेटा कमी कर रहे हैं quantitate करने के लिए।

विश्वसनीय मानकीकृत कंप्यूटर आधारित विधियों आत्मीयता कम करने और कार्यकुशलता को बढ़ावा देने के क्रम में केशिका quantitation के लिए आवश्यक हैं। यहाँ वर्णित तकनीक इंट्रा और 0.93-0.98 की intraclass सहसंबंध के साथ अंतर-पर्यवेक्षक reproducibility दोनों के लिए अच्छे परिणाम के साथ उत्कृष्ट विश्वसनीयता को दर्शाता है। हम पहले मैनुअल गिनती के सोने के मानक की तुलना में, कम्प्यूटरीकृत केशिका घनत्व आकलन के माध्यम से प्राप्त परिणामों के संबंध में सूचना दी है। आधारभूत, पोस्ट-इस्कीमिक, और सॉफ्टवेयर के साथ किया शिरापरक भीड़ मायने रखता है और इसी का मार्गदर्शन मायने रखता है के बीच 21 पियर्सन सहसंबंध 10 विषयों में थे 0.78, 0.78, 0.71 और क्रमशः (सभी पी <0.05), दो तरीकों के बीच उचित समझौते का संकेत है।

इस प्रयोगशाला की छविहेरफेर कदम कंप्यूटर प्रसंस्करण उपकरणों का एक नंबर का उपयोग। 1.3 चरण, छवि "सपाट," प्रत्येक छवि में मौजूद हैं कि विभिन्न "परत" को हटा। यह बहुत पहले किया जाना चाहिए सब भविष्य की छवि प्रसंस्करण प्रक्रिया छवि के सभी भागों में समान रूप से लागू किया जाएगा। विपरीत समायोजन दोनों इसलिए केशिकाओं अधिक दिखाई है, जिससे केशिकाओं darkens और पृष्ठभूमि बाहर pales। उनके आकार और आकार को बनाए रखते हुए "despeckle" प्रक्रिया केशिकाओं के किनारों smooths। नग्न आंखों के लिए एक despeckled छवि में कोई मतभेद नहीं होना प्रकट हालांकि, यह कई केशिकाओं मतगणना प्रक्रिया के दौरान एक साथ मिश्रण नहीं करना सुनिश्चित करने में मदद करने के लिए एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। एक "सबसे अच्छा फिट हिस्टोग्राम" का उपयोग कर छवि को अंतिम रूप देने हिस्टोग्राम के चरम पर या तो सभी पिक्सल शामिल नहीं है। यह आगे केशिकाओं और पृष्ठभूमि के बीच विपरीत बढ़ाने, जबकि केशिकाओं की सीमाओं को परिभाषित करने में मदद करता। कुल मिलाकर देखते हैंतीन विपरीत वृद्धि कदम है, और सभी तीन केशिका गिनती के लिए अंतिम छवि की स्पष्टता को अधिकतम करने के लिए आवश्यक हैं।

कभी कभी, कार्यक्रम बहुत अधिक या बहुत कुछ केशिकाओं की गिनती होगी। इस समस्या को ठीक करने के लिए पहला कदम हाइलाइटिंग पूर्ववत और बस फिर से प्रकाश डाला प्रक्रिया की कोशिश है। केशिकाओं गलत ढंग से प्रकाश डाला जा रहा है, कम से कम केशिका व्यास का समायोजन आवश्यक हो सकता है। लेखकों 5 पिक्सल के एक डिफ़ॉल्ट न्यूनतम व्यास सलाह देते हैं। कार्यक्रम भी कई केशिकाओं गिनती या उपयोगकर्ता एक या दो पिक्सल द्वारा न्यूनतम व्यास में वृद्धि करनी चाहिए कई केशिकाओं के रूप में एक केशिका भरोसा है तो। कार्यक्रम केशिकाओं हैं कि अंधेरे पिक्सेल समूहों की गिनती नहीं की जाती है, तो दूसरी ओर, उपयोगकर्ता एक पिक्सेल द्वारा न्यूनतम व्यास को कम कर सकते हैं।

Nailbed के भीतर इन मामलों के लिए स्थिति का मानकीकरण करने की भी आवश्यकता है। तालिका में देखा, एक ही व्यक्ति कर रहे हैं अत्यधिक में गिना जाता हैस्थिति पर निर्भर है, बहुत nailbed के हिस्से में गिना जा रहा है, जिसके आधार पर अलग।

प्रोटोकॉल का महत्वपूर्ण कदम केशिकाओं का उचित और इष्टतम दृश्य शामिल हैं। इस प्रोटोकॉल में केशिकाओं का इष्टतम दृश्य की अनुमति कदम पूरी तरह से तेजी से और सही छवि हेरफेर के लिए अनुमति देता है, स्वचालित रहे हैं। इन तरीकों विश्वसनीयता में एक बड़ी प्रगति का प्रतिनिधित्व करते हैं और प्रसंस्करण और गिनती capillaroscopic की छवि में आसानी, वहीं तकनीक के प्रमुख सीमा अर्द्ध स्वचालित मतगणना प्रक्रिया है। आदर्श रूप में, एक पूरी तरह से स्वचालित प्रक्रिया निकट भविष्य में बनाया जाएगा। शोधकर्ताओं ने एक मरीज की nailfold केशिका घनत्व की तेजी मात्रा का ठहराव की अनुमति देता है कि एक पूरी तरह से स्वचालित चिकित्सकीय उपयोगी तकनीक विकसित करने के क्रम में इस पत्र में वर्णित कार्यप्रणाली पर निर्माण करने के लिए प्रोत्साहित महसूस करना चाहिए।

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चिकित्सा अंक 104 microcirculation केशिका घनत्व microvascular रोग capillaroscopy उच्च रक्तचाप हृदय रोग इमेज प्रोसेसिंग
Nailfold Capillaroscopy का उपयोग कर केशिका घनत्व के quantitation के लिए एक प्रतिलिपि प्रस्तुत कम्प्यूटरीकृत विधि
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Cheng, C., Lee, C. W., Daskalakis,More

Cheng, C., Lee, C. W., Daskalakis, C. A Reproducible Computerized Method for Quantitation of Capillary Density using Nailfold Capillaroscopy. J. Vis. Exp. (104), e53088, doi:10.3791/53088 (2015).

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