27 Ekim 2015
Kapillaroskopi, mikrosirkülasyondaki kılcal damarları doğrudan görselleştirmek için non-invaziv, verimli, nispeten ucuz ve öğrenmesi kolay bir metodolojidir. Bununla birlikte, bugüne kadar yalnızca bir yayın, kapillaroskopi verilerinin miktarını belirlemek için mevcut olan karmaşık bir yazılım programının güvenilirliğini açıklamaktadır. Burada, standartlaştırılmış bir algoritma kullanarak kılcal damarları ölçmek için basit ve güvenilir bir protokol sunuyoruz.
Bu prosedürün genel amacı, tırnak etinin hemen altındaki deri alanındaki milimetrekare başına düşen kılcal damar sayısını belirlemektir. Bu işlem, öncelikle tırnak etinin altındaki tırnak yatağının monokrom bir fotoğrafının çekilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım ise görüntünün bir bilgisayar görüntüleme programına aktarılmasıdır.
Ardından, görüntüler manipüle edilir. Kılcal damarları daha iyi görselleştirmek için son adım, bir kare milimetredeki tüm kılcal damarları tanımlamak ve saymaktır. Nihayetinde, görüntü manipülasyonu, bir bireyin kılcal damarlarının miktarını ve morfolojisini göstermek için kullanılır. Bu yöntem; hipertansiyon, diyabet ve diğer hastalıkların mikrosirkülasyonu nasıl etkileyebileceği gibi kardiyovasküler alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir.
Monokrom bir dijital kamera kullanarak, daha önce açıklandığı şekilde kılcal damar görüntülerini elde edin. Ardından, kılcal damar görüntülerini elde etmek için kullanılan aynı kamera ve büyütme görüntüleme koşullarını kullanarak, milimetre işaretlemeleri olan bir cetvelin kalibrasyon görüntülerini alın. Cetvel görüntüsünü bilgisayar görüntüleme programına aktarın ve cetvel fotoğrafı üzerindeki bir milimetrelik hattın piksel sayısını ölçün.
Bu sayıyı not edin ve bir milimetreye bir milimetrelik bir bölgede kaç piksel olduğunu hesaplayın. Ardından, kılcal damar görüntülerinden birini açın, en uygun histogramı (best fit histogram) kullanarak görüntüyü ayarlayıp kılcal damarları koyulaştırın ve arka planı aydınlatın. Sonra, ekranın üst kısmında bir milimetreye bir milimetrelik bir ilgi alanı (ROI) oluşturmak için açılır menüdeki ROI oluştur (create ROI) komutunu kullanın.
İlgi bölgesini, kılcal loopların en net olduğu konuma sürükleyip yerleştirin. İlgi bölgesinin, kılcal loopların tepe noktaları bölgenin tam üst kısmına gelecek şekilde yerleştirildiğinden emin olun. Protokolün bu adımının tekrarlanabilirliği ve standardizasyonu için temel nokta, bir milimetrekarelik ilgi bölgesi kutusunun doğru yerleştirilmesidir.
Standardizasyonu sağlamak için genel bir kural, kutuyu görüntünün kapiler looplarının tepe noktasına veya ucuna yerleştirmektir. Doğru şekilde konumlandırdıktan sonra ROI'ye tıklayın ve ardından açılan açılır menüden kırp (crop) seçeneğine tıklayın; daha sonra, gelecekteki tüm görüntü ayarlamalarının görüntüye eşit şekilde uygulanması için görüntüyü düzleştirin (flatten). Ardından, kapilerlerin maksimum düzeyde görüntülenmesi için görüntünün kontrastını 75'e yükseltin.
Kılcal damarların kenarlarını düzeltmek için görüntüdeki benekleri de giderin (despeckle). Kılcal damarların siyah, arka planın ise beyaz olması için histogramı en uygun modele göre ayarlayarak görüntü kontrastını kesinleştirin. Her görüntü üzerinde, program tarafından sayılacak nesneler olarak tanınması için hedef nesne özelliğini kullanarak belirgin bir kılcal damar kısmını manuel olarak seçin.
Ardından, sayım algoritması tarafından göz ardı edilmesi gereken alanlara referans olarak, arka plan özelliğini kullanarak arka planın küçük bir bölümünü seçin. Arka plan gürültüsünün kılcal damar olarak sayılmasını önlemek için sayılan nesnelerin minimum çapını beş piksel olarak ayarlayın. Sonra, her birey için görüntüdeki tüm kılcal damarları anında saymak amacıyla sayma işlevini kullanın.
Daha güvenilir bir değerlendirme elde etmek için üç ila dört görüntüden ortalama sayım yapın. Zaman kazanmak için, önce "record macro" seçeneğini seçip makroya bu videoda gerçekleştirilen ve açıklanan adım ve işlemlere dayalı bir isim vererek, bir veya daha fazla görüntü üzerinde belirli bir işlem dizisini otomatik olarak gerçekleştiren bir makro oluşturun. Ardından, makro kayıt yaparken görüntü manipülasyon adımlarını uygulayın.
Makro gelecek resimlerde kullanıldığında, sadece makroyu çalıştır'a tıklamanız yeterlidir ve program kayıtlı iyileştirmeleri istenen görüntülere otomatik olarak uygulayacaktır. Kullanıcı girişi gerektiren tek adım, görüntünün nereden kırpılacağının seçilmesidir. Optimal şekilde işlenmiş bir görüntü 30 saniye içinde sayılabilir ve kılcal damarları arka plandan olduğu kadar, tekil kılcal damarları da birbirlerinden net bir şekilde ayırır.
Geliştirilmiş nihai görüntü burada gösterilmektedir. Bu görüntü için belirlenen toplam sayım, işlem tamamlandığında milimetrekare başına 54 kılcal damar olarak tespit edilmiştir. Bu teknik, 20 dakika içerisinde 12 görüntünün nicelendirilmesi ve işlenmesi için kullanılabilir.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Kapilleroskopi, mikrosirkülasyondaki kapillerlerin görüntülenmesi için kullanılan non-invaziv bir yöntemdir. Bu makale, standardize edilmiş bir algoritma kullanarak kapillerlerin kantitasyonuna yönelik güvenilir bir protokol sunmaktadır.
Bilgisayarlı tırnak yatağı kapillaroskopi kullanılarak kılcal damar yoğunluğunun standardize edilmiş nicelendirmesi, erken keşif ve translasyonel araştırmalarda tekrarlanabilir mikrovasküler değerlendirme için kritik bir ihtiyacı karşılamaktadır. Bu yöntem, sübjektiviteyi ve kullanıcı yorgunluğunu azaltarak, hastalık modelleme ve hedef doğrulama ile ilgili mikrodolaşımın güvenilir ve kantitatif değerlendirmesine olanak tanır. Yöntemin tekrarlanabilirliği ve verimliliği, kardiyovasküler ve metabolik hastalık araştırma süreçlerindeki temel kırılma noktalarında sağlam karar verme süreçlerini destekler.
Bu bilgisayarlı kapilleroskopi yöntemi, keşiften preklinik aşamaya kadar olan sürece entegre edilerek hem erken hipotez testlerini hem de translasyonel biyobelirteç uyumluluğunu desteklemektedir.