对于毛细血管密度的定量使用甲襞Capillaroscopy可再生的计算机化方法
Summary
Capillaroscopy is a non-invasive, efficient, relatively inexpensive and easy-to-learn methodology for directly visualizing capillaries in the microcirculation. However, only one publication to date describes the reliability of a complex software program available for quantitating capillaroscopy data. Here, we present a simple, reliable protocol for quantitating capillaries using a standardized algorithm.
Abstract
Capillaroscopy为直接可视化的微循环的非侵入性的，高效的，相对便宜和容易学习方法学。的capillaroscopy技术可以提供深入了解患者的微血管健康，导致各种潜在的有价值的皮肤病，眼科，风湿病和心血管临床应用。此外，肿瘤生长可能是依赖于血管生成，这可以通过测量肿瘤内微血管密度进行定量。然而，目前还几乎没有标准化的技术，只有一个出版迄今为止报告的当前可用的，复杂的基于计算机的算法的可靠性为定量capillaroscopy数据。1本文介绍了一种新的，更简单的，可靠的，标准化的毛细管计数算法对于定量甲襞capillaroscopy数据。一个简单的，可重复的电脑capillaroscopy算法，因为这将有利于更多广泛使用，研究人员和临床医生的技术。许多研究者目前正在分析capillaroscopy图像手工，促进成果的使用者的疲劳和主观性。本文介绍了一种新的，易于使用的自动除可重复的，半自动化计数算法的图像处理算法。这个算法使图像的分析中，同时降低主观性分钟;的训练时间仅有极少量（在我们的经验，不到1小时），需要学习的技术。
Introduction
微血管成像是一个快速增长的领域有许多潜在的临床应用价值。2例如 ，肿瘤学家使用微血管成像，以确定肿瘤血管生成的程度，产生关于肿瘤和洞察力的状态变成可能的治疗选择有价值的信息。3 4然而，甲襞capillaroscopy也许是微血管成像的最具成本效益和广泛适用的形式。研究人员正在利用视频甲襞capillaroscopy研究血流量和调查毛细血管形态。5 6视频和静态图像甲襞capillaroscopy的附属品照顾诊断和治疗雷诺氏现象和各种结缔组织病如系统性硬化症。2
甲襞capillaroscopy具有多种潜在的心血管应用程序。目前的研究使用甲襞capillaroscopy建议该糖尿病类型1和类型2的患者表现出异常毛细管形态的高患病率，但有不变的毛细管密度相比，非糖尿病个体7-8 Capillaroscopy也进行了研究实验中高血压。结构毛细管稀疏导致降低的毛细血管密度已被证明在高血压个体相比，非高血压的个体。9-10相对于这些老年高血压患者（平均年龄40以上）谁展示稀疏结构，最近的研究已经证明，年轻的高血压患者（平均年龄40岁）有没有结构疏松功能稀疏。11这表明，功能性稀薄之前发生，并且随着时间的推移可能会发展为结构疏松。
有趣的是，高血压患者与特定的降压药如培哚普利治疗/吲达帕胺显示规范人毛细血管密度及治疗后血管内皮功能，而与ACE（血管紧张素转化酶）抑制剂或利尿剂治疗维持，尽管可比控制血压低的毛细血管密度。12这表明，一些抗高血压药物可能会恢复正常毛细血管密度扭转毛细管稀疏由高血压引起的。此外，其他研究人员已经表明，在食盐摄入量的减少导致逆转高血压个体功能和结构的毛细管稀薄。13
尽管这种技术的各种潜在的临床应用中，很少有标准化技术定量毛细血管密度的图像。2迄今为止，研究人员已经发现，毛细血管密度的结果是从两帧内观察者和观察者间的角度仅当精确重现的同一地区被每次计数。1,14 15 </sup>值得注意的是，以往的研究人员已经基本上完成毛细血管计数手动使用肉眼，9 16 17 18这是一个缓慢而主观的过程。
标准化，基于计算机算法毛细血管图像的定量理论提供更加高效和可重复的数据分析，用更少的主体性，促进capillaroscopy的临床应用。一些研究人员已经确实使用基于计算机的程序，以从甲襞capillaroscopic图片定量的数据。1,6 19 20然而，只有一个出版迄今为止描述了一种复杂的软件程序的可用的可靠性定量capillaroscopy数据，1，并将该软件是复杂的作为先前在上文所指出的要求来算完全相同的视野。在这里，我们提出了一个简单的，可靠的协议，使用一个标准化的算法允许定量毛细管使用多个视场。使用多个视野，不仅简化了程序，而且还允许正常生物变化的毛细管计数的评估。
这项研究的目的是描述一个基于可重复和高效的计算机算法，它规范了毛细管定量的过程。虽然这些方法都没有完全自动化它们需要非常少的用户输入，并且提供图片的快速，可靠的定量。
Protocol
Representative Results
Discussion
甲襞capillaroscopy表明承诺作为一个在未来各种肿瘤，心血管疾病，风湿病和疾病临床上的应用程序非常有用的工具。图像采集过程是研究人员之间相当一致的，但目前有多种方法用于图像处理和分析。方法目前包括计算机及人工毛细血管计数。手动计数是有问题的，因为它们是费时，并受到用户的主观性和疲劳。当前的计算机为基础的方法需要用户输入的一个高层次，无论在图像增强处理和量化?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This project was supported by Grant Numbers HL96593 from NIH and D56HP20783 from HRSA/ HHS. Its contents are solely the responsibility of the authors and do not necessarily represent the official views of the NIH or HRSA / HHS.
Materials
| Image-Pro Premier | Media Cybernetics, Inc | 9.1 | Image processing software |
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