Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Yaralar küresel bir sağlık sorununu temsil eder. Bu çalışma, yara ölçümü değişkenliğini en aza indirmek için dijital planimetri kullanan standart bir fotoğraf kabini geliştirdi. Farelerde yaraların 14 gün boyunca izlenmesi, yara alanı ve çevresinde başlangıçta bir artış olduğunu ve ardından kademeli olarak kapandığını ortaya koydu. Bu metodoloji, klinik öncesi modellerde yara kapatma kinetiğinin değerlendirilmesine yardımcı olabilir.
Kronik yaralar, yüksek prevalansı nedeniyle, ciddi bir küresel sağlık sorunudur. Etkili terapötik stratejiler iyileşmeyi önemli ölçüde hızlandırabilir, böylece komplikasyon riskini azaltabilir ve sağlık sistemleri üzerindeki ekonomik yükü hafifletebilir. Çok sayıda deneysel çalışma yara iyileşmesini araştırmış olsa da, çoğu kalitatif gözlemlere veya kantitatif doğrudan ölçümlere dayanır. Bu çalışmanın amacı, dijital ölçekleme ve segmentasyonu içeren dijital planimetri kullanılarak dolaylı bir yara ölçüm yöntemini standardize etmektir. Bu yaklaşım, doğru yara değerlendirmesi için ayrıntılı, adım adım metodolojilerin eksikliğini giderir. Bir fotodokümantasyon kabini tasarlandı ve inşa edildi ve yara alanı, çevresi ve yara merkezinden kenarlarına olan mesafenin ölçümlerindeki değişkenliği en aza indirmek için bilgisayar destekli dijital planimetri araçları kullanıldı. Erkek CD1 farelerinin (n = 4, 10 haftalık, 30-35 g) kürek kemiği seviyesinde dorsal orta hatta dairesel travmatik yara (5 mm çapında) oluşturuldu. Yara evrimi, aydınlatma koşullarını, odak mesafesini ve nesne konumlandırmasını kontrol eden özel olarak tasarlanmış fotoğraf kabini kullanılarak 14 gün boyunca fotoğrafla belgelendi. Ölçekleme ve yara ölçümleri ImageJ yazılımında segmentasyon kullanılarak, istatistiksel analiz yazılımı kullanılarak istatistiksel analiz yapıldı. Yara kapatma kinetiği, 0. gün ile 2. gün arasında yara boyutunda ve çevresinde hafif bir artış gösterdi, ardından 14. güne kadar tamamen kapanana kadar kademeli bir azalma gösterdi. Fotoğraf dokümantasyon kabini ve bilgisayar destekli dijital planimetri, minimum değişkenlikle kantitatif ölçümleri mümkün kıldı. Sonuç olarak, bu araçlar klinik öncesi modellerde yara kapatma kinetiğini değerlendirmek için güvenilir ve tekrarlanabilir bir yöntem sağlar.
Travmatik yara iyileşmesi yaklaşık 21 gün sürer ve dört farklı aşamadan oluşan iyi tanımlanmış bir diziye sahiptir: (1) hemostaz, (2) iltihaplanma, (3) proliferasyon ve (4) yeniden şekillenme1. Yara iyileşmesinin herhangi bir aşaması uzarsa, kronik yaraların gelişmesine yol açabilir1. Yüksek prevalansı, potansiyel komplikasyonları2 ve önemli ekonomik yükleri nedeniyle küresel bir sağlık sorunu olarak kabul edilmektedirler.
Klinik öncesi çalışmalar, kapsamlı yara yeniden epitelizasyonunu 3,4,5 teşvik ederek, komplikasyonları önleyerek ve tedavi maliyetlerini azaltarak daha hızlı iyileşme sağlamayı amaçlamaktadır. Bu çalışmalar, biyomateryallerin geliştirilmesi, farmakolojik müdahaleler ve diğer rejeneratif tıp prosedürleri dahil olmak üzere çeşitli stratejileri değerlendirmektedir 6,7,8,9.
Travmatik yaraların incelenmesi için çok sayıda deneysel model geliştirilmiştir. Bazıları boyut, inflamasyon göstergeleri, granülasyon dokusunun varlığı, sekresyonlar ve kabuk oluşumu gibi makroskopik olarak görünür kalitatif özelliklere odaklanır5. Diğerleri, alan, çevre, yarıçap, çap, renk, derinlik ve merkezden yaraların kenarlarına olan mesafeler dahil olmak üzere nicel verileri analiz eder.
Bu bağlamda, çoğu in vivo araştırma doğrudan yara yarıçapını ve derinliğini ölçer. Bununla birlikte, makroskopik bir görüntüde yara kenarlarının manuel olarak tanımlanması, ölçümde10 sapmalara neden olabilir. Diğer çalışmalar, yara kenarlarının daha önce tanımlandığı şeffaf ızgaralı plastik tabakalar kullanarak mekanik planimetri kullanır; Her iki durumda da, alanı veya çevreyi elde etmek, cetveller veya dijital planimetreler gibi manuel aletler gerektirir. Günümüzde, bilgisayar destekli dijital planimetri, yaraların veya plastik tabakaların makroskopik görüntülerinin bilgisayarlı analizine izin vermektedir. Yerinde manipülasyon ve makroskopik görüntünün kalitesi bir sınırlamadır, ancak bu araç 11,12,13,14, alan ve çevre ölçümleri arasındaki değişkenliği önemli ölçüde azaltır.
Önerilen bu metodoloji, farelerde yara kapanmasını değerlendirmek için mevcut tekniklere göre önemli avantajlar sunmaktadır 15,16,17,18,19,20. Fotoğraf dokümantasyonu, yara kapatma kinetiğini değerlendirmek için doğru ve tutarlı bir araç olarak kabul edilirken, önceki çalışmalar21,22, gözlemci yanlılığı ve tutarsız aydınlatma ve kamera konumlandırmasından kaynaklanan değişkenlik gibi manuel yara ölçümünün sınırlamalarını vurgulamıştır. Mevcut yaklaşım, özel olarak oluşturulmuş bir kabin aracılığıyla görüntüleme koşullarını standartlaştırarak, tekrarlanabilirliği ve hassasiyeti artırarak bu sorunları ele almaktadır. Ayrıca, bilgisayarlı dijital planimetri, manuel ve dijital teknikleri karşılaştıran diğer çalışmalarda kanıtlandığı gibi, terapötik müdahalelerin değerlendirmesini geliştirerek ve ölçüm hatalarını en aza indirerek daha doğru kantitatif değerlendirmelere olanak tanır12,22 ve bu da onu özellikle fare modellerinde yara kapatma kinetiği çalışmaları için uygun hale getirir ve görüntü elde etme koşulları üzerinde sıkı kontrol sağlayarak tedavilerin hassas bir şekilde değerlendirilmesine olanak tanır.
Laboratuvar farelerini içeren tüm deneysel prosedürler, laboratuvar hayvanlarının taşınması ve bakımı için Resmi Meksika Standardında (NOM-062-ZOO-1999) belirlenen etik standartlara ve düzenlemelere uygun olarak yürütülmüştür. Protokol, Ulusal Nükleer Araştırma Enstitüsü'nün (ININ) Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı İç Komitesi (CICUAL) tarafından CICUAL-01-23 referans numarası altında gözden geçirildi ve onaylandı. Bu çalışmada vücut ağırlığı 28-32 g arasında değişen, 10 haftalık erkek CD1 fareleri (n = 4) kullanıldı. Tüm hayvanlar, deney sonuçlarındaki değişkenliği en aza indirerek suş, yaş, cinsiyet ve vücut ağırlığında tekdüzelik sağlamak için seçildi. Reaktiflerin ve kullanılan ekipmanın ayrıntıları Malzeme Tablosunda listelenmiştir.
1. Makroskopik görüntülerin elde edilmesi için fotoğraf kabini yapımı
NOT: Lisanslı SolidWorks yazılımı (sürüm 2015), harici aydınlatma kaynaklarını ortadan kaldırmak için bir fotoğraf kabini tasarlamak için kullanılmıştır. Bir inç kalınlığında beyaz alüminyum profil kullanılarak 40 cm × 40 cm'lik bir küp inşa edildi. Küp, sırayla monte edilen üç bölümden oluşuyordu: çatı, yan duvarlar ve zemin (Şekil 1A).
Şekil 1: Makroskopik görüntü elde etme kabininin yapım şeması. (A) Kabinin bölümleri (çatı, yan duvarlar, zemin). (B)Çatıyı oluşturan profillerin oryantasyonu; ön (A), arka (B) ve yanlar (profillerin iç tarafı kırmızı "C,D"). (C) Çatı panelleri 1 ve 2, LED ışık tüpünün, kamera mercek plakasının montajı ve zemin montajı. (D) Anestezi maskesinin (KIRMIZI), fare platformunun (YEŞİL) ve ölçüm cetvelinin (MAVİ) referans tabanına yerleştirilmesi için dikdörtgen platformun montajı. (E) Referans tabanı için son konum. (F) Yanların, ön ve arka duvarların montajı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
2. Hayvan bakımı
3. Travmatik yara oluşumu
4. Makroskopik görüntü elde etme
5. Görüntü işleme
Şekil 2: Dijital planimetri ve segmentasyon teknikleri kullanılarak yara ölçümü iş akışı. (A) Steril 5 mm biyopsi punch kullanılarak dermo-epidermal insizyon. (B) Fareyi 3 dakika boyunca solunan bir anestezi odasına yerleştirmek. (C) Anestezi uygulanmış fareyi fotoğraf kabinine yerleştirerek ve burnunu bir sevofluran maskesi ile sabitleyerek fotoğraf dokümantasyonu. (D) Elde edilen görüntünün ImageJ'de açılması ve cetveli referans olarak kullanarak ölçeklendirilmesi. (E) Dikdörtgen aleti kullanarak yara bölgesini çıkarmak. (F) Görüntüyü RGB kanallarına ayırma ve kırmızı kanalı işleme. (G) İlgi bölgesinin (ROI) ana hatlarını belirlemek ve yönetmek. (H) ROI'yi yara ile eşleştirerek segmentasyonu doğrulamak. (I) Yara parametrelerinin ölçülmesi ve sonuçların istatistiksel analiz için kaydedilmesi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
6. İşlem sonrası ötenazi
NOT: Çalışma 14 gün sonra sona erer, bu noktada sağlıklı kemirgenlerdeki yaralar tipik olarak iyileşmenin ileri aşamalarına ulaşır. Bu aşamada, fareler, yerleşik kurumsal olarak onaylanmış ötenazi prosedürünü takiben insancıl bir şekilde ötenazi yapıldı.
Görüntüler ImageJ yazılımında ölçeklendikten sonra, yaraların ortalama çevresi (Tablo 1) ve alanı (Tablo 2), ilgili standart sapmaları ile birlikte dijital segmentasyon yoluyla elde edildi. Bu değerler sıfırıncı günden on dördüncü güne (D0-D14) kadar kaydedildi.
Gün | Çevre (mm) |
Klinik öncesi modellerde, klinik öncesi modellerde travmatik yaraların evrimini kantitatif olarak analiz etmek, yara boyutu, lokalize inflamatuar yanıt34, konum ve/veya manipülasyon gibi faktörlerden kaynaklanan zorluklarla karşı karşıyadır. Bu ölçümler için direkt manuel36 ve dolaylı dijital 11,16,37,38 planimetri yöntemleri mevcuttur.<...
Yazarlar bu araştırma ile ilgili herhangi bir çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.
Yazarlar, finansman sağlama hibesi yoluyla Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías'a (CONAHCyT, CVU: 933600) ve destekleri için Laboratorio Nacional de Investigación y Desarrollo de Radiofármacos del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares'e (LANIDER-ININ) teşekkür eder. Ek olarak, Şekil 2, BioRender.com/p67z056'da bulunan BioRender yazılımı (2020) yardımıyla hazırlanmıştır.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
5 mm Biopsy Punch | MILTEX, USA | 33-35 | To mark the wound edges |
Aluminum with polyethylene core | Alucobond,USA | Bright Silver 119 | For the construction of the macroscopic Image Acquisition Booth |
Camera Lens | Sony, Japan | SEL2470Z | To focus the images to photograph |
Electrocautery | Bonart, USA | ART-E1 | To eliminates bleeding points in the wound if present. |
Hook and loop fastener strips | VELCRO | ||
IBM SPSS Statistics Version 22 | IBM Corporation, USA | https://www.ibm.com/analytics/spss-statistics | Used for statistical analysis of wound measurements, including area and perimeter data. |
ImageJ Version 1.53t | National Institutes of Health, USA | https://imagej.nih.gov/ij/ | Used for processing macroscopic images, including scaling, segmentation, and measurement of wound parameters. |
Ketorolac | SIEGFRIED RHEIN, Mexico | 493977 | For postoperative pain management |
Miltex Iris Scissors, 4-1/8" Curved | MILTEX, USA | V95-306 | To cut the wound flap generated with the biopsy punch |
RGB LED Light Tube | ANDOER, China | B09F8RLMSY | To illuminate the Macroscopic Image Acquisition Booth |
Semi profesional camera | Sony, Japan | DSC-HX300 | To take the photos |
Serrated Forceps | MILTEX, USA | V96-118 | To hold the flap during the cut |
Sevoflurane | Baxter, USA | AMX2L9117PR | For inhaled anaesthesia |
Sodium Pentobarbital | Aranda, Mexico | 734.448.001.212 | For intraperitoneal anaesthesia |
SolidWorks Version 2015 | Dassault Systèmes, France | https://www.solidworks.com/ | Used to design and create 3D models for constructing accessories for the photodocumentation booth. |
Surgical blades | HERGOM, Mexico | H10 | To shave the hair in the area where the wound will be created |
Transparent Adhesive Dressing | 3M, USA | F51CA07 | To cover the traumatic wound |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır