Reproduzierbarer computerisiertes Verfahren zur Quantifizierung der Kapillardichte Verwendung nailfold Kapillaroskopie
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
Kapillaroskopie ist eine nicht-invasive, effizient, relativ kostengünstig und leicht zu erlernen Methode zur direkten Visualisierung der Mikrozirkulation. Die Kapillaroskopie Technik kann einen Einblick in mikrovaskulärer die Gesundheit des Patienten, was zu einer Vielzahl von potentiell wertvollen dermatologischen, ophthalmologischen, rheumatologische und kardiovaskulären klinischen Anwendungen. Zusätzlich kann das Tumorwachstum angiogeneseabhängig, die durch Messung Gefäßdichte innerhalb der Tumor quantifiziert werden kann. Allerdings gibt es derzeit wenig bis keine Standardisierung von Techniken und nur eine Veröffentlichung Zeitpunkt meldet die Zuverlässigkeit eines derzeit verfügbaren komplexen Computer basierte Algorithmen zum Quantifizieren Kapillaroskopie Daten. 1 Dieser Artikel beschreibt ein neues, einfacheres, zuverlässige, standardisierte Kapillare Zählalgorithmus zur Quantifizierung nailfold Kapillaroskopie Daten. Eine einfache, reproduzierbare computerisierte Kapillaroskopie Algorithmus, wie dies mehr zu erleichternweit verbreiteten Einsatz der Technik bei den Forschern und Klinikern. Viele Forscher derzeit analysieren Kapillaroskopie Bilder von Hand, die Förderung der Ermüdung des Benutzers und Subjektivität der Ergebnisse. Dieser Aufsatz beschreibt eine neue, einfach zu bedienende automatischen Bildverarbeitungsalgorithmus, zusätzlich zu einem reproduzierbaren, halbautomatisierten Zählalgorithmus. Dieser Algorithmus ermöglicht die Analyse von Bildern in Minuten bei gleichzeitiger Reduzierung der Subjektivität; nur eine minimale Menge von Trainingszeit (nach unserer Erfahrung, weniger als 1 h) erforderlich, um die Technik zu erlernen.
Introduction
Mikrovaskuläre Bildgebung ist ein schnell wachsendes Gebiet mit vielen potentiellen klinischen Anwendungen. 2 beispielsweise Onkologen verwenden microvessel Bildgebung, um das Ausmaß der Tumorangiogenese zu ermitteln, wodurch man wertvolle Informationen über den Zustand des Tumors und Einblicke in mögliche Behandlungsoptionen. 3 4 Allerdings nailfold Kapillaroskopie ist vielleicht die kosteneffiziente und breit anwendbare Form von mikrovaskulären Bildgebung. Die Forscher sind mit Hilfe von Video nailfold Kapillaroskopie zur Blutflussraten zu studieren und zu untersuchen Kapillare Morphologie. 5 6 Video- und Standbild nailfold Kapillaroskopie sind Zusätze für Diagnose und Behandlung von Raynaud-Phänomen und verschiedene Erkrankungen des Bindegewebes wie systemische Sklerose kümmern. 2
Nailfold Kapillaroskopie hat verschiedene potentielle kardiovaskuläre Anwendungen. Die aktuelle Forschung mit nailfold Kapillaroskopie schlägtdass Diabetes mellitus Typ 1 und Typ 2-Patienten weisen eine hohe Prävalenz von abnormalen Kapillare Morphologie, haben jedoch unverändert Kapillare Dichten im Vergleich zu nicht-diabetischen Individuen. 7-8 Kapillaroskopie wurde auch experimentell bei Hypertonie untersucht. Struktur Kapillare Verdünnung, die zu einem reduzierten Kapillardichte wurde bei hypertensiven Individuen im Vergleich zu nicht-Hypertonie-Patienten nachgewiesen. 9-10 Im Unterschied zu diesen älteren hypertensiven Patienten (Durchschnittsalter 40 und älter), die Strukturverdünnung aufweisen, hat die neuere Forschung gezeigt, dass jüngere hypertensiven Patienten (Durchschnittsalter unter 40 Jahre alt) sind funktional Verdünnung ohne strukturelle Verdünnung. 11. Dies deutet darauf hin, dass funktionelle Verdünnung vor auftritt und über die Zeit nicht, um strukturelle rarefaction Fortschritte.
/ Indapamid Interessanterweise hypertensiven Patienten mit bestimmten blutdrucksenkenden Medikamenten, wie Perindopril behandelten angezeigt Normal Kapillardichte und endothelialen Funktion nach der Behandlung, während die mit ACE (Angiotensin-Converting-Enzym-Inhibitoren) oder Diuretika behandelt aufrechterhalten trotz vergleichbarer Blutdruckregelung eine geringe Kapillardichte. 12 Dies legt nahe, dass einige Antihypertensiva kann Kapillardichte durch Umkehren der Kapillare normalisieren Verdünnung durch Bluthochdruck verursacht werden. Darüber hinaus haben andere Forscher gezeigt, dass eine Verringerung der Salzaufnahme führt zu einer Umkehrung der sowohl funktionelle und strukturelle Kapillare Verdünnung bei hypertensiven Individuen. 13
Trotz der verschiedenen möglichen klinischen Anwendungen dieser Technologie, gibt es wenig Standardisierung in der Technik für die Quantifizierung Kapillardichte Bilder. 2 Bisher haben die Forscher festgestellt, dass Kapillardichte Ergebnisse reproduzierbar sowohl aus intra-observer und interBeobachterPerspektive nur, wenn die genaue gleichen Bereich wird jedes Mal gezählt. 1,14 15 </sup> Zu beachten ist, haben frühere Forscher weitgehend durchgeführt Kapillare zählt manuell mit dem bloßen Auge, 9 16 17 18, die eine langsame und subjektiver Prozess ist.
Standardisierten, computergestützte Algorithmen zur Quantifizierung der Kapillare Bilder theoretisch eine effizientere und reproduzierbare Datenanalyse mit weniger Subjektivität, die Erleichterung der klinischen Anwendung von Kapillaroskopie. Einige Forscher haben tatsächlich verwendeten Computer-Programme, die Daten von nailfold kapillaroskopische Bilder zu quantifizieren. 1,6 19 20 jeweils nur eine Veröffentlichung auf dem Laufenden beschreibt jedoch Zuverlässigkeit einer komplexen Software-Programm zur Verfügung zum Quantifizieren Kapillaroskopie Daten, 1, und dieses Programm wird als kompliziert zuvor oben durch die Forderung festgestellt, um die genaue selben Sichtfeld zu zählen. Wir stellen hier ein einfacheres, zuverlässiges Protokoll zum Quantifizieren von Kapillaren unter Verwendung eines standardisierten Algorithmus, der ermöglichtDie Verwendung von mehreren Sichtfeldern. Die Verwendung von mehreren Sichtfeldern vereinfacht nicht nur das Verfahren, sondern ermöglicht auch die Beurteilung der normalen biologischen Variation Kapillare Zahl.
Das Ziel dieser Studie ist es, eine reproduzierbare und effiziente computerbasierten Algorithmus, der die Kapillare Quantifizierungsprozess standardisiert beschreiben. Während diese Verfahren sind noch nicht vollständig automatisiert sie benötigen sehr wenig Benutzereingabe und rasche und zuverlässige Quantifizierung der Bilder.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nailfold Kapillaroskopie zeigt Versprechen als ein klinisch nützliches Werkzeug in der Zukunft für verschiedene Onkologie, Herz-Kreislauf und rheumatologische Erkrankung Anwendungen. Die Bildaufnahme-Prozess ist ziemlich konstant unter den Forschern, doch gibt es derzeit mehrere Methoden zur Bildverarbeitung und Analyse. Methoden umfassen derzeit computergestützte und manuelle Kapillare zählt. Manuelle Zählungen sind problematisch, da sie zeitaufwendig sind und unter den Benutzer Subjektivität und Müdigkeit. Stro…
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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