Kutanöz Doku oksijenasyon ve Damar Fonksiyon dual-mode Görüntüleme

Cilt dokusu oksijenasyonu ve vasküler fonksiyonun doğru değerlendirilmesi, kronik yaralar da dahil olmak üzere birçok sağlık bozukluğunun uygun tespiti, evrelemesi ve tedavisi için önemlidir. Burada kutanöz doku oksijenasyonu ve doku vasküler termal reaktivitesi non-invaziv olarak görüntülenmektedir. Bir kızılötesi kamera, bir CCD kamera, bir sıvı kristal ayarlanabilir filtre ve yüksek yoğunluklu bir fiber ışık kaynağını entegre eden yeni bir çift modlu görüntüleme sistemi kullanma.

Oksijenasyon değişiklikleri, çift modlu görüntüleme sistemi tarafından izlenen bir kan basıncı manşonu kullanılarak sağlıklı bir deneğin kol dokusunda indüklenir ve derin doku oksijenasyonu ve kutanöz dokunun eşzamanlı ölçümleri ile karşılaştırıldığında, dış termal stimülasyona yanıt olarak oksijen gerginliği doku sıcaklık değişiklikleri de vasküler termal reaktivite haritasını yeniden oluşturmak için kaydedilir. Kutanöz doku oksijenasyon haritası ve doku vasküler termal reaktivite haritası, gelişmiş bir ortak kayıt algoritması ile birleştirilir. Bu çalışmada, yara dokusu oksijen doygunluğunun non-invaziv izlenmesi için yeni bir görüntüleme sisteminin geliştirilmesinin yanı sıra, ekzotermik inflamasyonun incelenmesine ve post-inflamatuar anjiyojenik faz sırasında yara dokusuna akan sıcak kanın izlenmesine yardımcı olan dinamik termografik profilin geliştirilmesini açıklıyoruz.

Klinik açıdan bakıldığında, bu görüntüleme sistemi, görüntü kılavuzluğunda debridman kullanımı gibi akut ve kronik yara yönetimi alanındaki temel soruları yanıtlamaya yardımcı olma potansiyeline sahiptir. Ayrıca, doku oksijenasyonunun tekrarlanan ölçümleri yoluyla yara terapötik müdahalelerinin non-invaziv olarak yanıt verebilirliğinin izlenmesine yardımcı olacaktır. Ohio Eyalet Üniversitesi'nin Kapsamlı Yara Merkezi'nde geliştirilen bu çift modelli görüntüleme sistemi, yara dokusu öküz oksijenasyonu ve vasküler fonksiyonun eş zamanlı değerlendirmesine yönelik ilk adımdır.

Göreceğiniz gibi, sistem artık fonksiyonel test için hazırdır, mühendislik tasarımını geliştirmek için çabalar devam etmektedir, standartlaştırılmış protokol ve rutin klinik kullanım için doğrulanmış bir sistemdir. Görüntüleme donanımı ve rekonstrüksiyon algoritmalarına ek olarak, farklı görüntüleme modaliteleri tarafından elde edilen bindirme görüntülerini entegre etmek ve görselleştirmek için daha hızlı bir görüntü ortak kayıt önlemleri geliştirdik. Yaklaşım, yeni görüntüleme platformlarının gelecekteki baskısı için modüler bir oturma odasıdır.

Sağlıklı bir konuya sahip olmakla başlayın. Sol ön kolu bir tezgahın üzerinde duracak şekilde oturun. Farklı ten renklerini taklit etmek için öznenin ön koluna ince bir Hindistan mürekkebi tabakası boyamak için bir fırça kullanın.

ROI için hem mürekkep, hem boyalı cilt hem de normal ciltten oluşan bir ilgi alanı tanımlamak için konunun ön koluna dört güvene dayalı işaretleyici yerleştirin. Güvene dayalı belirteçler, görüntü ortak kaydını kolaylaştıran eşzamanlı termal ve optik kontrastlara sahiptir, burada Ohio Eyalet Üniversitesi'nin kapsamlı yara merkezinde geliştirilen çift modlu görüntüleme sistemi kullanılır. Görüntüleme sistemi, doku oksijenasyonunun çok spektral görüntülemesini gerçekleştirmek için bir kızılötesi kamera, bir CCD kamera, bir sıvı kristal ayarlanabilir filtre ve yüksek yoğunluklu bir fiber ışık kaynağından oluşur.

Tüm harici ışık kaynaklarını kapatın, ardından öznenin kolunu konumlandırmasını ve görüntü çekmesini sağlayın. Görüntüleme yazılımı, her dalga boyunda pozlama sürelerini otomatik olarak kalibre eder. İlgilenilen bölgeden örnek görüntüler toplandıktan sonra, görüntüleme alanına bir beyaz tahta yerleştirin ve farklı dalga boylarında yansıma görüntüleri elde edin.

Bunlar kalibrasyon için kullanılacaktır. Referans görüntüler elde edildikten sonra. Yansıtma oranını hesaplayın ve geniş boşluğa dayalı olarak her pikselde doku oksijenasyonunu elde edin.

İkinci türev spektrumu. Karşılaştırma için, cilt rengindeki değişikliğin her sistemdeki oksijenasyon ölçümlerini etkileyip etkilemediğini belirlemek için ticari bir sistem kullanarak bir deri dokusu oksijenasyon haritası edinin. Mürekkepli ve mürekkepsiz bölgelerdeki ölçümleri karşılaştırarak bir öğrencinin T-testini gerçekleştirmek için istatistiksel analiz yazılımı kullanın.

Ardından, deneğin sol üst koluna bir basınç manşeti yerleştirin. Deneğin sistolik ve diyastolik kan basınçlarını belirleyin ve kaydedin. Bir plex TS doku spektrofotometresi ve bir TCM transkutanöz oksijen monitörünün sensörlerini aynı kola yerleştirin ve kutanöz doku oksijenasyon haritasını izlerken 20 dakika boyunca ısıtmak için cihazları açın.

Postoklüzif reaktif hiperemi veya PORH gerçekleştirerek kol dokusunda oksijenasyon değişiklikleri yapın. Görüntülemeye başlamak için başlat düğmesine tıklayın. Ön oklüzif taban çizgisini iki dakika boyunca izleyin.

Daha sonra, supra sistolik oklüzyonu indüklemek için kan basıncı manşonunu sistolik basıncın üzerinde 50 milimetre cıvaya kadar şişirin. Manşeti iki dakika boyunca şişirilmiş halde bırakın ve doku parametrelerindeki değişiklikleri izlemeye devam edin. Son olarak, reaktif hiperemiyi indüklemek için basınç manşetini hızla söndürün.

Tüm doku oksijen parametrelerini iki dakika boyunca kaydedin. Dinamik termografik görüntüleme yapmak. Rahatça sağlıklı bir konuya sahip olun.

Sol kolu bir tezgahın üzerinde duracak şekilde oturun. Sol elin sırt kısmını görüntüleme sisteminin kızılötesi kamera ünitesine doğru yukarı doğru konumlandırın. Daha sonra, cilt perfüzyonunu 10 hertz'lik bir örnekleme hızında sürekli olarak izlemek için sol elin parmak ucuna bir lazer doppler probu yerleştirin.

Deneğin sol üst koluna bir basınç manşeti yerleştirin. Daha sonra konu sistolik ve diyastolik kan basınçlarını belirleyin ve kaydedin. Aşağıdaki basınç seviyelerinde manşetin şişmesini kontrol ederek farklı seviyelerde vasküler tıkanıklık oluşturun, diyastolik kan basıncının 0.5 katı, diyastolik kan basıncının ve sistolik kan basıncının 0.5 katı ve sistolik kan basıncının 1.5 katı tıkanma yok.

Daha sonra, iki damar tıkanıklığı seviyesinde, oklüzyon yok ve her vasküler oklüzyon seviyesinde sistolik oklüzyon olmak üzere termografik görüntüleme testleri yapın. Sol elinize 30 saniye boyunca oda sıcaklığında bir su torbası koyarak termal stimülasyon uygulayın. Su torbasının çıkarılmasından hemen sonra, saniyede iki kare görüntüleme hızında sürekli olarak termografik görüntüler elde etmeye başlayın.

Yazılım kullanarak, doku vasküler termal reaktivite fonksiyonunu belirleyin. Termal stimülasyon süresinin karekökü ile karşılık gelen doku sıcaklığı değişimi arasındaki oranı alarak termografik görüntünün her pikselindeki fonksiyon indeksini hesaplayın. Doku vasküler termal reaktivitesinde ortalama beş ROI alarak her oklüzyon basıncında parmak vasküler termal reaktivite değerini hesaplayın Parmak vasküler termal reaktivite haritası, farklı oklüzyon seviyelerinde parmak vasküler perfüzyonunun lazer doppler ölçümleri ile karşılaştırılır.

Multispektral görüntülemeden elde edilen oksijenasyon haritasını ve dinamik termografik görüntülemeden elde edilen vasküler fonksiyon haritasını birlikte kaydetmek. Tüm görüntüleri gri tonlamaya dönüştürmek için MATLAB'ı kullanın. Ardından piksel yoğunluğu değerlerini sıfır ile bir arasında ayarlayarak normalleştirin.

Oksijenasyon haritasında veya çok spektral görüntüde daha sonra, tüm görüntünün ortalama yoğunluk değerinin 0,8 katı olan ampirik global eşikten daha büyük piksel yoğunluğu değerleriyle ön planı veya cilt bölgesini tanımlayın. Morfolojik işlemi kullanarak görüntüyü daha da iyileştirin. Aydınlatma varyasyonuna uyum sağlamak için yanında, güvene dayalı işaretleri tanımlayın.

Bu işaretçiler ön planda daha koyu bölgeler olarak görünecek ve yoğunluk değerlerine sahip olacaktır. Küresel ve uyarlanabilir yerel eşiklerin altında. Görüntüdeki paraziti gidermek için morfolojik işlemleri kullanarak güvene dayalı işaretleyici bölgelerini iyileştirin, optik fotoğrafta kontrol noktaları olarak bu dört bölgenin OID'lerini seçin.

Vasküler fonksiyon haritasındaki veya termografik görüntüdeki işaretleyici bölgeleri belirlemek için benzer adımları tekrarlayın. Yakınlığa göre iki kontrol noktası kümesini eşleştirin. Bunları aynı ölçeğe normalleştirdikten sonra, ilk görüntüdeki bir kontrol noktasını en yakın kontrol noktasıyla eşleştirin.

İkincisinde, iki görüntü arasında çeviri döndürme ve ölçeklendirme bilgileri ile ince bir dönüşümde hesaplayın. Vasküler fonksiyon haritasını referans olarak kullanma. Ardından, hesaplanan dönüşümü kullanarak oksijenasyon haritasını dönüştürün.

Son olarak, görselleştirme için ortak kayıtlı görüntüleri kaplayın. Kapsamlı yara merkezli çift modlu görüntüleme sistemi kullanılarak sağlıklı bir deneğin ön kolundan elde edilen yeniden yapılandırılmış bir kutanöz doku oksijenasyon haritası burada gösterilmektedir. Boyalı ve ağrısız doku bölgeleri arasında önemli oksijenasyon farklılıklarının gözlenmediğine dikkat edin.

Oksijenasyon ölçümlerini değerlendirmek için mürekkeple boyanmış bölgenin dışından ve içinden rastgele 10 ROI seçildi. Burada gösterilen sonuçlar, kapsamlı yara merkezi sistemi ile doku oksijenasyon ölçümünün cilt renginden önemli ölçüde etkilenmediğini göstermektedir. Buna karşılık, ticari bir sistem kullanılarak elde edilen doku oksijenasyon ölçümleri, cilt renginden önemli ölçüde etkilenir.

Kapsamlı yara merkezi görüntüleme sistemi, PORH prosedürünün başlangıç oklüzyonu ve hiperemi fazları boyunca kutanöz doku oksijenasyonundaki değişiklikleri sürekli olarak izleyebilir. PORH prosedürü sırasında, kutanöz doku oksijenasyonundaki değişiklik, derin doku oksijenasyonundaki değişikliklerle aynı zamana denk gelir. Kapsamlı yara merkezi görüntüleme sistemi ayrıca kutanöz doku vasküler termal reaktivitesini de görüntüleyebilir.

Bu şekiller, bir basınç manşeti tarafından oluşturulan farklı vasküler oklüzyon basınçlarında aynı deneğin temsili vasküler fonksiyon haritalarını göstermektedir. Deneğin parmak uçlarındaki ortalama vasküler fonksiyon indeksi, parmak uçlarının lazer doppler ölçümü ile ilişkilidir. Cilt dokusu perfüzyonu.

Görüntüleme sistemi tarafından elde edilen oksijenasyon haritası ve vasküler fonksiyon haritası, bir ortak kayıt algoritması ile kaynaştırılır. Bu şekil, temsili bir görüntü füzyonunu göstermektedir. Burada sahip olduğumuz, kesik, sürekli doku, oks oksijenasyonu ve doku vasküler termal reaktivitesinin eş zamanlı değerlendirmesi için çift modelli bir görüntü sistemidir.

Floresan görüntüleme gibi diğer platformlar eklenebilir. Donanım ve yazılım bileşenlerinin sistem entegrasyonu önemli bir temel taşı temsil eder. Bu çabada, sistemdeki görüntü ortak kayıt algoritması, ek görüntüleme modalitelerine uyum sağlamak için kolayca uyarlanabilir ve bu da onu çok yönlü bir ürün haline getirir.

Bu videoyu izledikten sonra, bu yeni görüntüleme yaklaşımının sunduğu vaadi iyi anlamış olmalısınız. Sistemin geliştirilmesi, Ohio Eyalet Üniversitesi'nin kapsamlı yara Merkezi'ndeki disiplinler arası translasyonel araştırmanın bir örneğidir. Deneylerinizde iyi şanslar.