Most histological evaluations of critical-sized bone defects are limited to the analysis of a few regions of interest at a time. Manual and semiautomated histomorphometric approaches often have intra- and interobserver subjectivity, as well as variability in image analysis methods. Moreover, the production of large image data sets makes histological assessment and histomorphometric analysis labor intensive and time consuming. Herein, we tested and compared two image segmentation methods: thresholding (automated) and region-based (manual) modes, for quantifying complete image sets across entire critical-sized bone defects, using the widely used Osteomeasure system and the freely downloadable Aperio Image Scope software. A comparison of bone histomorphometric data showed strong agreement between the automated segmentation mode of the Osteomeasure software with the manual segmentation mode of Aperio Image Scope analysis (bone formation R2 = 0.9615 and fibrous tissue formation R2 = 0.8734). These results indicate that Aperio is capable of handling large histological images, with excellent speed performance in producing highly consistent histomorphometric evaluations compared with the Osteomeasure image analysis system. The statistical evaluation of these two major bone parameters demonstrated that Aperio Image Scope is as capable as Osteomeasure. This study developed a protocol to improve the quality of results and reduce analysis time, while also promoting the standardization of image analysis protocols for the histomorphometric analysis of critical-sized bone defect samples. Impact Statement Despite bone tissue engineering innovations increasing over the last decade, histomorphometric analysis of large bone defects used to study such approaches continues to pose a challenge for pathological assessment. This is due to the resulting large image data set, and the lack of a gold standard image analysis protocol to quantify histological outcomes. Herein, we present a standardized protocol for the image analysis of critical-sized bone defect samples stained with Goldner's Trichrome using the Osteomeasure and Aperio Image Scope image analysis systems. The results were critically examined to determine their reproducibility and accuracy for analyzing large bone defects.

中文翻译：

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使用Osteomeasure和Aperio图像分析系统对临界骨缺损进行组织形态计量学评估。

对于临界大小的骨缺损，大多数组织学评估仅限于一次分析几个感兴趣的区域。手动和半自动组织形态计量学方法通常具有观察者内部和观察者之间的主观性，以及图像分析方法的可变性。此外，大图像数据集的产生使得组织学评估和组织形态计量分析的劳动强度大且耗时。本文中，我们测试并比较了两种图像分割方法：阈值化（自动）模式和基于区域的（手动）模式，使用广泛使用的Osteomeasure系统和可免费下载的Aperio Image Scope来量化整个临界大小的骨缺损的完整图像集软件。骨组织形态计量学数据的比较显示，Osteomeasure软件的自动分割模式与Aperio Image Scope分析的手动分割模式（骨形成R2 = 0.9615和纤维组织形成R2 = 0.8734）之间有着很强的一致性。这些结果表明，与Osteomeasure图像分析系统相比，Aperio能够处理大型组织学图像，并在产生高度一致的组织形态计量学评估中具有出色的速度性能。对这两个主要骨骼参数的统计评估表明，Aperio Image Scope具有与Osteomeasure一样的功能。这项研究开发了一种协议，以提高结果质量并减少分析时间，同时还促进了用于临界尺寸骨缺损样品组织形态分析的图像分析协议的标准化。影响陈述尽管在过去十年中骨组织工程学方面的创新不断增加，但用于研究此类方法的大骨缺损的组织形态计量学分析仍对病理评估提出了挑战。这是由于生成的大型图像数据集，以及缺乏量化组织学结果的黄金标准图像分析协议所致。在这里，我们提出了使用Osteomeasure和Aperio Image Scope图像分析系统对用Goldner's Trichrome染色的临界尺寸骨缺损样品进行图像分析的标准化协议。对结果进行严格检查，以确定其可重复性和准确性，以分析大型骨缺损。影响陈述尽管在过去十年中骨组织工程学方面的创新不断增加，但用于研究此类方法的大骨缺损的组织形态计量学分析仍对病理学评估构成挑战。这是由于生成的大型图像数据集，以及缺乏量化组织学结果的黄金标准图像分析协议所致。在这里，我们提出了使用Osteomeasure和Aperio Image Scope图像分析系统对用Goldner's Trichrome染色的临界尺寸骨缺损样品进行图像分析的标准化协议。对结果进行严格检查，以确定其可重复性和准确性，以分析大型骨缺损。影响陈述尽管在过去十年中骨组织工程学方面的创新不断增加，但用于研究此类方法的大骨缺损的组织形态计量学分析仍对病理学评估构成挑战。这是由于生成的大型图像数据集，以及缺乏量化组织学结果的黄金标准图像分析协议所致。在此，我们提出了一种标准协议，用于使用Osteomeasure和Aperio Image Scope图像分析系统对用Goldner's Trichrome染色的临界尺寸骨缺损样品进行图像分析。对结果进行严格检查，以确定其可重复性和准确性，以分析大型骨缺损。用于研究此类方法的大骨缺损的组织形态计量学分析继续对病理学评估构成挑战。这是由于生成的大型图像数据集，以及缺乏量化组织学结果的黄金标准图像分析协议所致。在这里，我们提出了使用Osteomeasure和Aperio Image Scope图像分析系统对用Goldner's Trichrome染色的临界尺寸骨缺损样品进行图像分析的标准化协议。对结果进行严格检查，以确定其可重复性和准确性，以分析大型骨缺损。用于研究此类方法的大骨缺损的组织形态计量学分析继续对病理学评估构成挑战。这是由于生成的大型图像数据集，以及缺乏量化组织学结果的黄金标准图像分析协议所致。在这里，我们提出了使用Osteomeasure和Aperio Image Scope图像分析系统对用Goldner's Trichrome染色的临界尺寸骨缺损样品进行图像分析的标准化协议。对结果进行严格检查，以确定其可重复性和准确性，以分析大型骨缺损。我们提供了使用Osteomeasure和Aperio Image Scope图像分析系统对用Goldner's Trichrome染色的关键尺寸骨缺损样品进行图像分析的标准化协议。对结果进行严格检查，以确定其可重复性和准确性，以分析大型骨缺损。我们提供了使用Osteomeasure和Aperio Image Scope图像分析系统对用Goldner's Trichrome染色的关键尺寸骨缺损样品进行图像分析的标准化协议。对结果进行严格检查，以确定其可重复性和准确性，以分析大型骨缺损。