Nailfold Capillaroscopyを使用して、毛細血管密度の定量のための再現性のコンピュータ化された方法
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は、効率的で、直接微小循環を可視化するための方法論を学ぶために、比較的安価で容易な非侵襲的です。 capillaroscopy技術は、潜在的に価値のある皮膚科、眼科、リウマチおよび心血管臨床のさまざまなアプリケーションにつながる、患者の微小血管の健康への洞察を提供することができます。さらに、腫瘍増殖は、腫瘍内微小血管密度を測定することによって定量することができる血管形成に依存してもよいです。しかし、技術の無い標準化に現在ほとんどありませんし、現在まで唯一の出版物はcapillaroscopyデータを定量するための現在利用可能な、複雑なコンピュータベースのアルゴリズムの信頼性を報告します。1本論文では、アルゴリズムをカウント新しい、より簡単な、信頼性の高い、標準化された毛細血管を説明nailfold capillaroscopyデータを定量します。このような単純な、再現性のあるコンピュータ化されたcapillaroscopyアルゴリズムは、より多くのを容易にするであろう研究者や臨床医の間で技術の普及。多くの研究者は、現在の結果のユーザ疲労や主観を促進し、手でcapillaroscopy画像を解析。本稿では、再現性、半自動計数アルゴリズムに加えて新たな、簡単に使用できる自動化された画像処理アルゴリズムを説明します。このアルゴリズムは、主観を削減しながら、数分で画像の解析を可能にします。トレーニング時間の最小量は、（我々の経験では、1時間未満）が技術を習得するために必要とされます。
Introduction
微小血管イメージングは、多くの潜在的な臨床用途に急速に成長している分野である。2例えば、癌専門医は、可能な治療の選択肢への腫瘍と洞察力の状態に関する貴重な情報が得られる、腫瘍血管新生の程度を決定するために微小血管イメージングを使用しています。3 4しかし、 nailfoldのcapillaroscopyは、おそらく微小血管イメージングの最もコスト効率的で広く適用可能な形態です。研究者らは、血流量を研究し、毛細血管の形態を調査するために、ビデオnailfoldのcapillaroscopyを使用しています。5 6両方のビデオと静止画nailfoldのcapillaroscopyをレイノー現象や、全身性硬化症などの様々な結合組織疾患の診断と治療の世話をするために補助剤です。2
Nailfold capillaroscopyは、同様に、様々な潜在的な心血管系の用途を有します。 nailfold capillaroscopyを使用して現在の研究は示唆していますその糖尿病1型および2型の患者が異常な毛細管形態の有病率が高いを示し、まだ非糖尿病個体と比較して変わらない毛細血管密度を有する。7-8 Capillaroscopyも高血圧で実験的に研究されてきました。減少毛細血管密度につながる構造毛細管希薄非高血圧個体と比較して、高血圧の個体において実証されている。9-10これらの古い高血圧患者とは対照的に、構造的な希薄化を示し、より最近の研究はことを示した（40および上記の平均年齢）若い高血圧患者は（40歳未満の平均年齢）構造的希薄化することなく、機能的な希薄化を持っている。11これは、機能的な希薄化を前に発生し、構造的な希薄化に時間をかけて進行し得ることを示唆しています。
興味深いことに、このようなペリンドプリル/インダパミドなどの特定の降圧薬で処置された高血圧患者はノルムを表示しましたアル毛細血管密度および治療 後内皮機能、ACE（アンジオテンシン変換酵素）阻害剤または利尿剤で処置したものは、同程度の血圧制御にもかかわらず、低毛細血管密度を維持しながら12は、これは、いくつかの降圧薬は、毛細管を逆にすることによって毛細血管密度を正規化することを示唆しています高血圧によって生じる希薄化。また、他の研究者は、食塩摂取量の減少は高血圧の個体の両方の機能的および構造的な毛細管希薄の逆転につながることが示されている。13
この技術の様々な潜在的な臨床応用にもかかわらず、ほとんどの標準化は、毛細血管密度画像を定量するための技術であります。2日に、研究者は毛細血管密度の結果のみが正確な場合、イントラオブザーバーと観察者間の両方の観点から、再現性があることを発見しました同じ領域が毎回カウントされている。1,14 15 </sup>注目すべきは、以前の研究者は、主に遅く、主観的なプロセスである裸眼、9 16 17 18を使用して手動でキャピラリーカウントを行いました。
毛細血管画像の定量のための標準化された、コンピュータベースのアルゴリズムは、理論的にcapillaroscopyの臨床応用を促進する、より少ない主観で、より効率的かつ再現可能なデータ分析を提供しています。一部の研究者は、確かにnailfold capillaroscopic写真からデータを定量するために、コンピュータベースのプログラムを使用していた。1,6 19 20しかし、現在までの唯一の出版物は、capillaroscopyデータを定量化するために利用可能な複雑なソフトウェアプログラムの信頼性を説明し1、このプログラムは次のように複雑です以前にまったく同じ視野をカウントするための要件によって上記の。ここでは、することが可能標準化されたアルゴリズムを使用して、毛細血管を定量するための簡単な、信頼性の高いプロトコルを提示複数の視覚的なフィールドの使用。複数の視野を使用すると、手続きを簡素化するだけでなく、毛細血管数の正常な生物学的変化の評価を可能にするだけでなく。
本研究の目的は、毛細管定量プロセスを標準化し、再現性、効率的なコンピュータベースのアルゴリズムを記述することです。これらの方法は完全に自動化されていないが、彼らは非常に少ないユーザー入力を必要とし、絵の迅速かつ信頼性の高い定量を提供します。
Protocol
Representative Results
Discussion
Nailfold capillaroscopyは、様々な腫瘍学、心臓血管、およびリウマチ疾患の用途のために、将来的に臨床的に有用なツールとして有望です。画像取得プロセスは、研究者の間でかなり一貫性のある、まだ画像処理及び分析のための多数の方法が現在存在します。メソッドは、現在のコンピュータと手動キャピラリー数が含まれています。彼らは時間がかかり、ユーザの主観と疲労にさらされるよ?…
Disclosures
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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