原文标题:Aguidetohumaninvivomicrocirculatoryflowimageanalysis
原文作者:MichaelJ.Massey1*andNathanI.Shapiro1,2
来源:MasseyandShapiroCriticalCare()20:35
本文翻译:雷班长
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一背景
正交偏振光谱成像及其后演进的侧流暗视野成像和入射暗视野成像等,是目前已经应用于床旁的舌下微循环成像技术。这些技术已广泛应用于急诊科(ED)和重症监护(ICU)的许多研究,这些研究也证实了微循环在病理生理学和危重症中预后的重要性。随着近年来行业的努力探索,包括年圆桌会议的共识的发表,为舌下微循环图像的采集和分析方法奠定了基础。在这里,我们寻求延续以前的工作,并提供基于医学文献和我们的实际经验相结合的图像采集,处理和分析的综合指南,目的是使最终用户能够在他们的研究和/或临床环境中参照此类方法。本指南面向临床医生,临床研究人员和技术用户。
微循环主要由小动脉,毛细血管和小静脉的分支网络组成。大的小动脉和小静脉的管腔直径约μm。由毛细血管和毛细血管后微静脉组成的小血管网络(管腔直径在0-20μm)是血液和组织之间氧交换的基本单位。由毛细血管前小动脉和毛细血管后小静脉构成中型血管的管腔直径约为20到50μm。一些早期研究表明,在严重脓毒症中,灌注小血管(血管直径20μm)的流动性和密度发生明显改变,观察到的小血管功能障碍与较差的预后有关。基于氧交换的生理重要性,微循环流动的分析通常集中在0-20μm血管上。
二图像的捕获和质量
图像质量取决于相机系统的光学分辨率、景深、像差,传感器噪声和相机系统的照明特性。后续的图像处理也可能影响图像质量。良好的图像捕获技术是微循环血流分析的重要组成部分。我们先前提出了一套评估图像采集质量的客观标准,用于选择适合分析的图像。如下所述,适合分析的图像质量标准包括照明,持续时间,对焦,成像内容,稳定性和挤压。
1.照明
由于微循环成像的粘膜组织通常是低对比度,根据我们的经验,分析图像所需动态范围约为6-7bit。成像亮度的尖峰表现为镜面反射的伪像,例如沿着唾液泡边界,或沿着与探头前端不良接触的粘膜表面。在低光照度下,相机传感器响应是非线性的,并且信噪比比平均或高光照度更差。另一方面,极高照度的风险是过饱和像素中的信号无法恢复。为了使得信噪比最优化,我们建议最大化照明,使得图像直方图的峰值远高于50%灰度级,即使最暗的图像像素仍为灰色。
2.对焦
聚焦于视野范围内的小血管,是优化图像质量的重要方法。这对于准确分析血管直径,血流量和毛细血管密度至关重要,具有更高像素密度(像素/μm)传感器、更高分辨率相机具有更大的聚焦景深。
3.持续时间
采集的图像序列(视频)应该持续足够的时间,以便充分评估图像的稳定性和/或压力伪影。圆桌会议共识准则要求每个监测点连续、稳定采集10秒视频。最近的报告建议每个监测点进行精确的血流量和密度测量只需要持续采集3-5秒。
4.成像内容
成像内容包括了广泛的图像内容质量评估,包括微血管形态,唾液,出血和泡沫等。我们建议用户找到一个最佳的舌下血管床,焦点平面内以中小血管为主,避免环状血管形态。这些环状结构通常远离毛细血管后小静脉,使得部分小血管失焦或在视野外。因此视野内出现多数环状血管的图像一般被排除在分析之外。在探头和粘膜之间的气泡或污染的唾液将遮挡光路并形成光散射干扰其他血管成像,解决方法是沿着舌头轻轻拖动探头,以去除粘附在探头上的唾液或气泡。沿图像一侧出现的气泡或失焦通常表明探头略微倾斜,在这种情况下,改变探头或患者位置可能比强制与粘膜良好接触更有效。
5.稳定性
人眼观察实时视频或采集图像时,图像的稳定性和伪影变得尤为重要。当探头移动或组织相对于探头移动时,可能会出现图像剧烈晃动或运动伪影。组织的移动可能是由于临床医生施加的力或者因为患者正在移动他们的舌头。临床医生可以通过将手放在患者的脸上来稳定探头。另一个办法是让患者将舌头向上或向侧翻,通常患者不能长时间保持舌头不动。有时,患者可以在探头上放松舌头并稍微闭上嘴以获得良好的采集。对于气管插管患者,也可以使用压舌板帮助打开嘴巴并挑起舌头以便探头进入。
6.挤压
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