منصة ويب لقياس الجزر المعزولة من قبل الإنسان والقوارض باستخدام الصور الآلية

Sarah Suergiu; Ivan Leontovyc; Frantisek Saudek; David Habart

doi:10.3791/71124

مقالة منهجية

منصة ويب لقياس الجزر المعزولة من قبل الإنسان والقوارض باستخدام الصور الآلية

DOI:

10.3791/71124

⸱

يوليو 28, 2026

Sarah Suergiu¹^,² , Ivan Leontovyc¹ , Frantisek Saudek¹ , David Habart¹

¹Laboratory for Pancreatic Islets, Experimental Medicine Center, Institute for Clinical and Experimental Medicine, ²Department of Cell Biology, Faculty of Science, Charles University

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يصف هذا البروتوكول أخذ عينات موحدة، وتلوين، واكتساب الصور، والقياس الآلي عبر الويب لجزر البنكرياس المعزولة من البشر والقوارض باستخدام تحليل الصور بمساعدة التعلم العميق والتحكم في جودة البصر.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الغرض من هذا المنشور هو توفير بروتوكول فيديو مكتوب وحي خطوة بخطوة للاستخدام الموحد ل IsletNet، وهو منصة ويب لقياس الجزر المعزولة في البنكرياس بشكل تلقائي في الصور، بدءا من أخذ العينات والتقاط الصور إلى رفع الصور، والتحقق البصري، وتوليد التقارير تلقائيا. تم تطوير المنصة للتقييم الموحد والآلي للصور المجهرية ثنائية الأبعاد لجزر البنكرياس المعزولة لدعم سير عمل عزل الجزر السريرية والتجريبية. يستخدم تقسيم الصور القائم على التعلم العميق لتحديد الجزر والأنسجة الخارجية التي يتم استخراج الخطوط منها لتحليل الصور. تقوم الخوارزميات الحاسوبية لاحقا بقياس عدد الجزر، وحجمها، ونقائها. تدعم أداة مراقبة الجودة البصرية التحقق من الخبراء لتحليلات الصور التلقائية من خلال السماح للمستخدمين بقبول الصور غير الصالحة أو تصحيحها يدويا أو استبعادها. تدعم وحدة عزل الجزر السريرية تحليل دفعات النقاء والكسر وتولد تقارير PDF تلقائيا مع ملفات بيانات صور وبيانات جدولية قابلة للتحميل لحفظ السجلات والتحليل. تقارن وحدة المقارنة البسيطة التقديرات الآلية مع نتائج المراجع المحلية المقدمة مع الصور العينة المقابلة لتقييم مدى ملاءمة الصور الموحدة محليا للتحليل الآلي. كما يوضح البروتوكول توصيات لإعادة التدريب باستخدام الصور الموحدة المولدة محليا عند الحاجة. تظهر البيانات الممثلة من عزلات القوارض والجزر البشرية، بما في ذلك أمثلة تحدية، تحسنا في أداء التحليل الآلي بعد التدريب المناسب.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

زرع جزر البنكرياس المعزولة إلى متلقي مرضى السكري يقلل أو يلغي الحاجة إلى إعطاء الأنسولين الخارجي¹. عملية عزل الجزر من المتبرعين بالجثث أو الأحياء تخضع لتباين بيولوجي وإجرائي، ينعكس ذلك في التغيرات في الإنتاج والجودة. يمثل حجم الجزر الإجمالي المدخل الأساسي لتحديد الجرعة واتخاذ القرار السريري بشأن ملاءمة الزراعة². يأخذ مخطط حجم الجزر ورقم مؤشر الجزر في الاعتبار الفروقات في فعالية الحجم³. لذلك، يتم التركيز على الجزر الفردية بالإضافة إلى الحجم الكلي، الذي يعمل حاليا كمؤشر بديل لمحتوى خلايا بيتا. الجزر البشرية المعزولة أقل كثافة من جزر القوارض وغالبا ما لا تكون منفصلة جيدا عن الأنسجة الخارجية. وبالتالي، يصبح تمييزها أصعب إلا إذا تم تلطينه. تم اعتماد طريقة تلوين سريعة وبسيطة بالزنك باستخدام الديثيزون، حيث ينعكس الضوء الأحمر الشديد من حبيبات الإنسولين الغنية بالزنك⁴. نظرا لعتامة الأنسجة، يتم جمع الضوء المنعكس فقط من السطح، مما يسمح باستخدام أجهزة المجهر الستيريو أو المقلوب البسيطة المزودة بمصدر ضوء وكاميرا.

تمت محاولات عديدة لتقليل التنوع بين المختبرات باستخدام أدوات تحليل الصور الرقمية 5,6,7,8,9,10,11,12، ومع ذلك، فإن لهذه الأساليب عدة قيود. في هذه الطرق، يعتمد تقسيم الجزر والأنسجة الخارجية إما على العتبة اليدوية، والتي تكون عرضة للخطأ الذاتي 5,6,7,8,9,10، أو تستخدم أساليب تقسيم مؤتمتة^{بالكامل 11,12}. بالإضافة إلى ذلك، غالبا ما يتطلب تثبيت البرمجيات المحلية 5,6,7,8,9,10,11 وقد يكون مقيدا بأجهزة محددة ^10,11، مما يحد من إمكانية الوصول العامة والتوحيد القياسي.

الهدف العام من هذا المنشور هو توفير سير عمل موحد للقياس الآلي للجزر المعزولة في الصور باستخدام منصة تعلم عميق عبر الإنترنت تحت إشراف خبراء بشريين. يعالج IsletNet القيود المرتبطة بتوفر وموثوقية تحليل صور الجزر الصغيرة. في هذا المقال، نقدم إرشادات موصى بها لأخذ عينات من طعوم الجزر، وإنتاج صور مجهرية مناسبة، والاستخدام الصحيح لأدوات IsletNet . يقدم البروتوكول مفهوم الإشراف البشري على النتائج المولدة تلقائيا ويعرض سير عمل للمستخدمين المحتملين والراسخين (الشكل 1). تتيح أداة المقارنة البسيطة للمستخدمين المحتملين مقارنة نتائج IsletNet مباشرة مع طرق مرجعية محلية (الشكل 1A). نظرا لأن الصور الموحدة المحلية قد تختلف بشكل كبير بين المراكز، فقد يتطلب IsletNet إعادة تدريب قبل تحقيق تحليل موثوق (الشكل 1B). لتسهيل هذه العملية، تقدم توصيات لتلوين موحد واكتساب صور. للمستخدمين المعتمدين، تم تصميم أداة عزل الجزر السريرية لدعم سير عمل عزل الجزر البشرية (الشكل 1C). يتم وصف التقارير القابلة للتنزيل مع جداول إضافية وتصورات تم إنشاؤها بواسطة IsletNet في الجدول 1، بينما يتم تلخيص المعاملات المحسوبة الرئيسية في الجدول 2.

figure-introduction-1
الشكل 1: سير العمل للمستخدمين المحتملين والراسخين للمنصة. (أ) سير عمل التحقق المحلي باستخدام وحدة المقارنة البسيطة. (ب) يتطلب إعادة التدريب مجموعة تمثل صورا موحدة محليا. (ج) سير العمل الروتيني باستخدام وحدة عزل الجزر السريرية. تلخص خطوات سير العمل الرئيسية لرفع الصور، والتحليل، ومراقبة الجودة البصرية (vQC)، وإنشاء التقارير. أشرطة القياس غير قابلة للتطبيق. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الجدول 1: ملفات النتائج القابلة للتحميل التي تولدها المنصة. قائمة بملفات الإخراج القابلة للتحميل التي تم إنشاؤها بواسطة أدوات عزل الجزر السريرية والمقارنة البسيطة، مجمعة حسب تنسيق الملف وفئة المخرج. يتضمن الجدول ملفات التقارير، ومخرجات الصور المجزأة، وملفات التصور، وتصدير الجداول لعدد الجزر، والحجم، والنقاء، وتحليلات الهيستوغرام. يرجى الضغط هنا لتحميل هذا الجدول.

الجدول 2: المعلمات الرئيسية المدرجة في التقارير القابلة للتحميل ومخرجات جداول البيانات. قائمة مفصلة بالبيانات الوصفية، والإعدادات التي يحددها المستخدم، ومعلمات التحليل الكمي المدرجة في ملفات XLSX وCSV القابلة للتحميل التي تم إنشاؤها بواسطة أدوات العزل السريري والمقارنة البسيطة. تشمل المعلمات بيانات وصفية للجلسات، إعدادات اكتساب الصور، ومقاييس قياس الجزر للصور والجزر الفردية. يرجى الضغط هنا لتحميل هذا الجدول.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تمت الموافقة على إجراءات الحيوانات من قبل وزارة الصحة في جمهورية التشيك (الموافقة رقم 49/2023) وفقا لتوجيه مجلس المجتمعات الأوروبية 86/609/EEC. تمت الموافقة على إجراءات عزل واستخدام الجزر البشرية من قبل المعهد الحكومي لمكافحة المخدرات (رقم الموافقة sukls111286/2023). تم تحليل الصور المجهرية الموحدة لتحضيرات الجرذان والجزر البشرية باستخدام أدوات المقارنة البسيطة وعزل الجزر السريرية لمقارنة التحليل الآلي مع العد اليدوي. تم استخدام جدول التحويل القياسي (القصير)^{رقم 13} لكل من الحسابات اليدوية والآلية لما يعادل الجزر الصغيرة.

1. الإشراف البشري

العرض الأولي للنتائج الأولية (الشكل 2)
1. انتظر ظهور القيم المولدة تلقائيا لعدد الجزر، والحجم، والنقاء، مع التصور الرسومي للتعليقات التلقائية المقابلة (مثل الخطوط أو التقسيمات)، في نافذة نتائج الدفعات.
2. عرض النتائج الملخصة لصورة العينة الحالية في لوحة المعلومات اليسرى (الشكل 2A).
3. عرض قيم النسخ (الشكل 2B) ومتوسطات الدفعات (الشكل 2C) في الجدول الأيمن.
4. تصفح معاينة الصورة (الشكل 2D,E) باستخدام الروابط (الشكل 2F). انقر بزر الفأرة الأيمن على معاينة الصورة واتبع القائمة المنبثقة لتحميل صورة واحدة إذا لزم الأمر.
5. تصفح الصور النموذجية باستخدام أسهم التنقل (الشكل 2G) أو اختر مباشرة من الجدول.
6. افتح نافذة الفحص بالنقر داخل معاينة الصورة الحالية (الشكل 2D) لتقييم جودة الخطوط العريضة التي تم توليدها تلقائيا والتحقق من صحة النتائج.
مراقبة جودة الرؤية
1. حرك الصورة وقرب (الشكل 3A) للداخل أو الخارج لفحص الخطوط المنحنية بحثا عن أخطاء محتملة.
2. قم بالتبديل بين المنحصرة (فقط الجزر التي تم عدها فيها ذلك)، والصورة الأصلية وعرض التصور الإضافي.
  ملاحظة: تظهر العروض المتاحة في الأسطورة على الجانب الأيمن من النافذة (الشكل 3B) ويمكن الوصول إليها باستخدام اختصارات لوحة المفاتيح أو الروابط في شريط التنقل العلوي (الشكل 3C؛ الجدول 3).
3. انتقل إلى الصورة التالية بالضغط على مفتاح الأسهم للأسفل إذا كانت الخطوط مقبولة (الجدول 3).
4. صحح أخطاء التحديد يدويا عندما يكون ذلك ممكنا. إذا بقيت جزر غير مكتشفة أو جزئية أو زائفة، صنف الصورة على أنها غير صالحة واستبعدها من التحليل.
  ملاحظة: يتم تمييز الصور المستبعدة في نافذة نتائج الدفعات (الشكل 2J) وفي جميع الملفات التي تم تنزيلها.
الأخطاء القابلة للتصحيح: الجزر المجاورة غير المفصولة
1. افصل الجزر المجاورة يدويا عند الحاجة.
2. انقر بزر اليسار خارج الجزر الصغيرة لبدء خط فصل (الشكل 3D).
3. أضف نقرات يسارية وسيطة لتوجيه خط الفصل بين الجزر المجاورة (الشكل 3E).
4. انقر بزر الفأرة الأيمن خارج الجزر الصغيرة لإكمال خط الفصل (الشكل 3F).
5. أرسل خط الفصل لتحديث النتيجة (الشكل 3G).
  ملاحظة: قم بتشغيل أو إيقاف تصور خطوط الفصل المضافة حسب الحاجة (الشكل 3H).
الأخطاء القابلة للتصحيح: الجزر الزائفة
1. استخدم أداة الفصل لتقسيم جزيرة زائفة إلى عدة أشياء أصغر من عتبة حجم الجزيرة.
2. تجنب عد شظايا الجزر الصغيرة عن طريق تحديد الحد الأدنى المحدد مسبقا لحجم الجزر (تقليديا 50 ميكرومتر). قم بضبط العتبة حسب الممارسات المخبرية المحلية إذا لزم الأمر.
3. انقر بزر الفأرة الأيمن على أي نقطة في الخط واختر الخيار المناسب من القائمة المنبثقة لإزالة أحد أو جميع خطوط الفصل المضافة يدويا (الشكل 3I).
أخطاء غير قابلة للتصحيح: جزر مفقودة، مقسمة جزئيا، أو زائفة
1. قم بتبديل عرض التقسيم للتحقق مما إذا كانت الجزر الصغيرة قد تم اكتشافها.
2. استبعد من حساب متوسط الدفعات أي صورة غير صالحة تحتوي على جزر غير مكتشفة أو جزئيا أو متعددة زائفة (الشكل 3J).
أخطاء غير قابلة للتصحيح: كائنات مصنفة بشكل خاطئ
1. استبعد الصورة من التقييم إذا تم تصنيف الأنسجة الخارجية أو الخلفيات أو الفقاعات بشكل خاطئ كجزر صغيرة (الشكل 3J).

figure-protocol-1
الشكل 2. نافذة نتائج الدفعات. (أ) ملخص نتائج العينة الحالية. (ب) نتائج لتكرار صور عينات. (ج) قيم متوسط الدفعات من الصور المقبولة فقط. (D, E, F) معاينات نتائج رسومية مع روابط. (G) عينات من سهام الملاحة. (ح، ط، ي) الصور المعدلة والمقبولة والاستبعاد. (K) شريط الملاحة العلوي لجزيرة إنت . (L, M) رأس وتذييل نافذة نتائج الدفعة. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-protocol-2
الشكل 3. نافذة الفحص لتصحيح التحديد اليدوي وضبط الجودة الافتراضي. (أ) عرض تكبير الصورة. (ب) الأسطورة ونصائح الملاحة. (ج) شريط التنقل العلوي في نافذة الفحص. (D–G) بناء وتقديم خط فصل يدوي للجزر المجاورة. (ح) مفتاح عرض أو إخفاء خطوط الفصل اليدوية. (1) إزالة خطوط الفصل اليدوية. (J) تبديل استبعاد صورة من الإحصائيات. أشرطة المقياس غير معروضة في عرض الواجهة هذه. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الجدول 3: أوضاع العرض، اختصارات لوحة المفاتيح، وأدوات التحكم في التنقل المتاحة في نافذة الفحص. ملخص لأوضاع عرض الصور، اختصارات لوحة المفاتيح، ووظائف التنقل المتاحة أثناء vQC والمراجعة اليدوية لنتائج التقسيم في نافذة الفحص. يتضمن الجدول طبقات الكنتور، وعروض التقسيم، وتصور المدرجات التكرارية، وضوابط التنقل في الصور المستخدمة في أدوات عزل الجزر السريرية والمقارنة البسيطة. يرجى الضغط هنا لتحميل هذا الجدول.

2. التنقل على المنصة

نسخة العرض والمعلومات التقنية
1. راجع النسخة الحالية من البرنامج وآخر تاريخ تدريب معروض في شريط التنقل العلوي (الشكل 2K).
2. افتح قسم الصفحة الرئيسية للوصول إلى الوصف الفني والمعلومات المرجعية المرتبطة به.
التقييم الأولي للصور المحلية
1. تحديد ما إذا كان يمكن تحليل الصور الموحدة محليا بشكل صحيح من قبل المنصة، بناء على معايير الخطأ الموضحة في الخطوات 1.2.4 و1.5.2، أو ما إذا كانت هناك حاجة لإعادة التدريب للصور المحلية المعيارية (الشكلين 1A و1B).

3. مقارنة بسيطة وتدريب خارجي مع الصور المحلية

مقارنة بسيطة
ملاحظة: استخدم أداة المقارنة البسيطة لمقارنة نتائج التحليل الآلي مع طريقة مرجعية محلية معتمدة، عادة العد اليدوي القياسي¹³، الجداول البديلة⁷^، ¹¹^، ¹⁸أو النماذج⁵^، ⁶. رفع الصور الموحدة المولدة محليا مع القيم المرجعية ونوع طريقة المرجع المقابلة. تشمل النتائج جداول قابلة للتحميل وصور وتقارير PDF (الجدول 1).
1. افتح لوحة تحكم المقارنة البسيطة من شريط التنقل العلوي (الشكلين 4A و 4B).
2. راجع قسم التلميحات لمعرفة الخصائص المطلوبة للصور (الشكل 4C).
3. قم بتحميل قالب form.xlsx (الشكل 4D).
4. يعد الجزر الصغيرة في عدة عينات باستخدام طريقة مرجعية محلية محددة.
5. الحصول على صور مجهرية موحدة تتوافق مع العينات التي تم عدها.
6. تأكد من أن جميع الجزر الصغيرة التي تم عدها مدرجة بالكامل ضمن إطار الصورة.
7. أدخل أسماء ملفات الصور الدقيقة وقيم المعلمات المقابلة في قالب form.xlsx باستخدام النقاط العشرية الإنجليزية (الشكل 4E).
8. رفع جدول البيانات المكتمل وملفات الصور المقابلة عن طريق السحب والإفلات أو باستخدام أزرار الرفع (الشكل 4F).
9. اختر جدول التحويل أو النموذج المستخدم لتقدير حجم الجزر الصغيرة (الشكل 4G).
10. انقر على إرسال دفعة لإنشاء المقارنة جنبا إلى جنب.
11. انتظر نتائج التحليل.
12. افتح نافذة الفحص لإجراء التحقق البصري من الخطوط المنحنية.
13. استبعد الصور من التحليل إذا كانت الخطوط غير صحيحة (الشكل 3J).
  ملاحظة: التحرير اليدوي للخطوط الكنتورية غير متوفر في أداة المقارنة البسيطة.
14. قم بتنزيل النتائج كجداول وصور وتقارير PDF (الجدول 1).
تدريب IsletNet للصور الموحدة محليا
1. تواصل مع فريق التطوير في معهد الطب التجريبي (IKEM) على info@isletnet.com.
2. شارك صورا تمثيلية تغطي نطاق جودة الصورة التي يتم الحصول عليها محليا حاليا.
3. ناقش متطلبات جودة الصورة مع فريق التطوير.
  ملاحظة: تشمل المعايير الرئيسية لجودة الصورة تباين كاف، وإدراج الجزر الصغيرة بالكامل داخل إطار الصورة، وتداخل ضئيل بين الجزر المتجاورة. قد يتراوح لون الجزر من الأحمر إلى الوردي أو البنفسجي، بشرط أن يبقى التمييز واضحا عن الأنسجة الخارجية الخارجية.
4. أنشئ مجموعة صور تدريبية تغطي النطاق المتوقع من نقاء الجزر، والتكبيرات، وتنوع الألوان.

figure-protocol-3
الشكل 4. أداة مقارنة بسيطة، لوحة تحكم وسير عمل. (أ) شريط التنقل العلوي. (ب) لوحة تحكم المقارنة البسيطة. (ج) رفع التلميحات والتعليمات. (D, E) تحميل ورفع القالب لعرض المعلمات (D, E form.xlsx) (و) منطقة رفع الصور والجداول البيانية بنظام السحب والإفلات. (ز) اختيار تحويل حجم الجزر إلى الحجم. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

4. أخذ عينات

ملاحظة: الجزر الصغيرة تتكون بسرعة وبشكل مختلف حسب الحجم والشكل، مما قد يؤثر على نتائج أخذ العينات.

تحذير: قم بجميع إجراءات التعامل مع الجزر داخل غطاء التدفق الطبقي مع ارتداء معدات الحماية الشخصية المناسبة.

استخدم أنابيب 50 مل أو 250 مل لتعليق الجزيرة.
تحديد نسبة أخذ العينة المطلوبة وفقا لحجم ونقاء الحبيبات المرصودة باستخدام إجراءات التشغيل القياسية المحلية.
اخلط تعليق الجزيرة جيدا عن طريق قلب الأنبوب بلطف خمس مرات مباشرة قبل جمع العينات.
اسحب العينة فورا باستخدام رأس ماصة كبيرة الحجم لمنع الانسداد بواسطة الأنسجة الخارجية وتقليل تلف الجزر.

5. تحسين اكتساب صور الجزر الصغيرة

تحضير الديثيزون
ملاحظة: يتطلب الأمر تلوين ديثيزون متسق لضمان تباين كاف بين الجزر والأنسجة الخارجية. يتم شرح طريقتين شائعتين للتحضير أدناه.
تحذير: الديثيزون هو سم تناسلي مشتبه به. ثنائي ميثيل كبريتسيد (DMSO) سام ويخترق الجلد. هيدروكسيد الصوديوم شديد التآكل وقد يسبب حروقا كيميائية شديدة. تعامل مع جميع المواد الكيميائية أثناء ارتداء معدات الحماية الشخصية المناسبة، وتجنب ملامسة الجلد، والتخلص من النفايات وفقا لإجراءات النفايات الخطرة المؤسسية.
1. إعادة التعليق في DMSO¹³
  1. وزني 50 ملغ من مسحوق الديثيزون.
  2. قم بإذابة الديثيزون في 5 مل من DMSO.
  3. حضن المحلول عند 37°C واستمر بقوة لمدة دقيقة كل 5 دقائق حتى يكتمل الذوبان.
  4. قم بتخفيف 1 مل من محلول المخزون مع 20 مل من محلول هانكس المتوازن الذي يحتوي على 2٪ مصل أبقار جنيني لتحضير محلول العمل.
  5. قم بترشيح المحلول عبر فلتر حقنة بحجم 0.22 ميكرومتر.
  6. لف الأنبوب بورق الألمنيوم لحماية المحلول من الضوء.
    ملاحظة: استخدم المحلول العامل خلال حوالي 12 ساعة.
2. إعادة التعليق في محلول كحولي قلوي (بديل للمرجع 8)
  1. وزني 50 ملغ من مسحوق الديثيزون.
    ملاحظة: جهز التعليقات المسبق إذا رغبت بذلك.
  2. أضف 800 ميكرولتر من 70٪ إيثانول إلى الديثيزون.
  3. أضف 400 ميكرولتر من محلول هيدروكسيد الصوديوم بسعة 1 ملار وابدأ الدوامة جيدا حتى يكتمل الذوبان.
  4. قم بتخفيف المحلول بمحلول ملحي مخزن بالفوسفات يحتوي على 0.2 ملغ/مل ألبومين بشري إلى حجم نهائي يبلغ 20 مل.
  5. قم بترشيح المحلول عبر فلتر حقنة بحجم 0.22 ميكرومتر.
  6. لف الأنبوب بورق الألمنيوم لحماية المحلول من الضوء.
    ملاحظة: استخدم المحلول العامل خلال حوالي 12 ساعة.
تلوين الجزر
1. أضف 25 ميكرولتر من محلول الديثيزون العامل إلى مركز طبق بحجم 35 مم.
2. أضف 50 ميكرولتر من الجزر المعلقة في محلول الملح المتوازن لهانك الذي يحتوي على الألبومين أو وسط الزراعة الكاملة أو وسط الزراعة.
  ملاحظة: يتراوح حجم العينة الفعلي بين 20-50 ميكرولتر حسب الحبيبة النقاء والنقي، مع تركيز نهائي للديثيزون من 0.85 ملغ/مل إلى 1.37 ملغ/مل.
3. قم بتحويل نظام التعليق ثلاث مرات باستخدام التوقف الأول ببطء لخلط المحاليل بلطف مع تجنب تكون الفقاعات.
4. حضن العينة عند 20°C–25°C لمدة 1–2 دقيقة مع مراقبة التلوين بصريا تحت المجهر حتى تظهر الجزر الحمراء الزاهية. قد تحتوي بعض التحضيرات على جزر صغيرة سيئة الصبغ ، وهي جزر مدرب عليها أيضا.
5. استخدم حقنة بسعة 10 مل لحقن 4 مل من محلول ملحي مخبأ بالفوسفات مع تغذية ألبومين 0.2 ملغ/مل مباشرة في العينة الملونة مع تجنب الفقاعات والرش.
6. لف الطبق فورا بحركة دائرية لخلط المحاليل، مع تحريك الجزر الصغيرة نحو المركز قبل أن تستقر.
  الخيار الأول: أضف 4 مل من PBS/الألبومين بعناية، مع ترك الجزر الصغيرة في الديثزون دون إزعاج. ثم حرك الطبق بلطف بحركة دائرية لخلط المحاليل مع إبقاء الجزر الصغيرة في المنتصف. انتظر حتى يتوزع الديثيزون في الطبق.
  الخيار الثاني (مناسب للمجهر المجسم): بدلا من تخفيف الجزر، انشر قطرة الديثيزون-الجزر إلى طبقة رقيقة باستخدام رأس الماصة أو الإبرة بدلا من التخفيف لتقليل الانعكاسات.
7. افحص العينة تحت المجهر وأعد فورا أي جزر صغيرة تم تحريكها إلى مجال الكاميرا بلطف عن طريق تدوير المحلول المحيط برأس الماصة.
8. ابدأ في التقاط الصور فورا لتقليل السمية الخلوية وتغيرات حجم الجزر.
الحصول على الصور
ملاحظة: استخدم مجهر ستيريو أو مقلوب مزود بهدف منخفض التكبير ومصدر ضوء مستقر. احمي الطبق من مصادر الضوء الإضافية، مثل إضاءة الغرفة.
1. شغل مصدر الضوء ودع لمصباح الهالوجين يسخن لمدة 5 دقائق.
2. حدد شدة ضوء موحدة لتجنب الوهج والتعرض المنخفض. النطاق الدقيق يعتمد على جهاز التصوير المستخدم.
  ملاحظة: قد تختلف شدة الضوء المثلى حسب التكبير ونقاء العينة.
3. اختر إعداد الهدف والتكبير الذي يسمح لجميع الجزر الصغيرة بالبقاء ضمن مجال رؤية الكاميرا.
4. حافظ على نفس التكبير لجميع العينات داخل دفعة ويفضل أن يكون ذلك عبر جميع دفعات النقاء.
5. قم بمعايرة توازن اللون الأبيض باستخدام شريحة بيضاء موحدة إذا لزم الأمر. إذا بقيت جودة الصورة غير مرضية بسبب الخصائص الفريدة لتحضير الجزيرة، قم بضبط قيم RGB و/أو إعدادات جاما.
6. قم بضبط وقت التعريض، وإذا لزم الأمر، شدة أو زيادة الإضاءة باستخدام مخطط الألوان لتجنب التعريض الزائد.
  ملاحظة: قد تتطلب العينات التي تحتوي على نسيج خارجي وفير إعدادات كاميرا أو إضاءة مختلفة بسبب الضوء المنعكس من نسيج غير جزير. لضمان قابلية التكرار، حفظ هذه المعلمات كملف تكوين منفصل للرجوع إليه لاحقا.
7. التقاط الصورة وحفظ الملف بصيغة مدعومة، بما في ذلك JPG أو PNG أو TIFF أو BMP.
  ملاحظة: أضف التاريخ، ونسبة النقاء، والتكبير أو حجم البكسل، والتخفيف في اسم الملف لتسهيل إعادة التحليل المستقبلية (مثل iz260105_H1_obj1.25x_1000x.jpg).
8. احصل على صورة لميكرومتر المرحلة باستخدام نفس إعدادات التكبير والتكبير المستخدمة في تصوير العينات.

6. أداة عزل الجزر السريرية

ملاحظة: تم تلخيص خطوات سير العمل الرئيسية في الشكل 1C. حلل الصور على دفعات من النقاء مع توفر العينات.

تعيين حجم البكسل
ملاحظة: يبقى حجم البكسل المحسوب صالحا فقط عندما يتم التقاط صورة ميكرومتر المرحلة باستخدام نفس إعدادات التكبير والتكبير كما في العينات المحللة.
1. افتح لوحة تحكم عزل الجزر السريرية .
2. انقر على رفع ميكرومتر المرحلة واختر صورة ميكرومتر المرحلة.
3. ارسم نقاط نهاية خط القياس الأحمر عبر مسافة معروفة على المسطرة الرقمية.
  ملاحظة: استخدم مسافة معايرة أطول عندما يكون ذلك ممكنا لتحسين دقة القياس.
4. ادخل المسافة المعروفة بالميكرومتر (ميكرومتر).
5. قدم حجم البكسل المحسوب.
  ملاحظة: تحتفظ المنصة بحجم البكسل المحسوب حتى يتم تعديلها يدويا.
رفع الصور الدفعية لكسر النقاء
ملاحظة: استخدم 3–4 عينات مكررة لضمان حساب موثوق لمتوسط الدفعات وقيم الانحراف المعياري. استخدم نفس التخفيف لجميع العينات داخل دفعة واحدة.
1. سحب وإفلات صور تمثل عينات مكررة من نفس نسبة النقاء إلى منطقة الرفع.
  ملاحظة: تمنع المنصة تكرار استخدام نفس الصورة بناء على التعرف على اسم الملف.
2. عدل حجم البكسل إذا لزم الأمر.
3. ادخل الحد الأدنى لحجم الجزر الصغيرة.
4. أدخل قيمة تخفيف العينة (مثلا 1000).
5. يدخل حجم الحبيبات بالمليلتر المسجلة من القارورة الأصلية.
6. هنا يأتي الحرف الأول للمشغل.
  ملاحظة: تظهر الأحرف الأولى للمشغل في التقرير المولد.
7. أدخل معرف الجلسة الذي يمثل إجراء العزل الحالي.
8. أدخل معرف الدفعة (مثلا، 1 عالي النقاء المطلوب).
  ملاحظة: المنصة ترتب الكسور أبجديا رقميا وفقا لمعرف الدفعة.
9. انقر على إرسال دفعة لبدء التحليل.
مراجعة وإنهاء نتائج الدفعة
ملاحظة: أغلق نافذة نتائج الدفعات السابقة بالنقر على الرأس إذا لزم الأمر (الشكل 2L).
1. انتظر ظهور النتائج الرقمية والرسومية في نافذة نتائج الدفعات.
2. افتح نافذة الفحص بالنقر المزدوج على معاينة الصورة في نافذة نتائج الدفعات.
3. راجع وإذا لزم الأمر، صحح الحدود كما هو موضح في الخطوة 1.
4. انتقل إلى الصورة التالية باستخدام مفتاح الأسهم للأسفل إذا كانت الخطوط الكنتورية مقبولة.
5. أضف دفعة أخرى أو انتقل إلى ملخص الجلسة باستخدام الأزرار الموجودة في أسفل النافذة (الشكل 2M).
تحرير الدفعات
ملاحظة: تخزن المنصة أسماء ملفات الصور طوال الجلسة لمنع الاستخدام المتكرر لنفس الصورة عن غير قصد. وهذا يشمل الصور المحجوزة. أعد تسمية الصور قبل إعادة الاستخدام إذا لزم الأمر.
1. انقر على تعديل الدفعة لإضافة أو إزالة الصور، أو تصحيح مواصفات العينة، أو إعادة تسمية الدفعة (الشكل 2L).
  ملاحظة: سجل أسماء ملفات الصور قبل تعديل الدفعة إذا كان من المتوقع إعادة استخدام الصورة.
2. انقر على إزالة الدفعة لحذف الدفعة بالكامل (الشكل 2L).
عرض الملخص وتوليد التقارير
1. انقر على عرض ملخص لعرض نظرة عامة على الجلسة (الشكل 2M).
  ملاحظة: أعد إلى الدفعات السابقة وقم بتعديلها إذا لزم الأمر.
2. عرض إجمالي عدد الجزر، والحجم، وحجم الحبيبات للجلسة مع متوسط الدفعات المقابلة.
حمل التقرير.
ملاحظة: يتضمن التقرير القصير إجمالي عدد الجزر، الحجم، النقاء، قيم الحبيبات، المخططات التكرارية، وملخصات نسب النقاء. يتضمن التقرير الكامل أيضا معلومات رسومية لكل صورة عينة، مع عرض القيم المقبولة باللون الأحمر والقيم المستبعدة باللون الأسود.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

جزر الفئران النقية

في التجربة الأولى، تم التقاط 36 صورة تمثل 12 عينة تحتوي على ما مجموعه 249 جزيرة فئران منقاة خلال أربع جلسات تصوير مستقلة. تم توليد الصور باستخدام المجهر المجسم تحت ثلاث ظروف إضاءة موحدة لكنها مميزة باستخدام مصادر ضوء الهالوجين والديود الباعثة للضوء (LED) مع إعدادات كاميرا مختلفة. تم توليد تقسيمات الحقيقة الأرضية (GT) يدويا لثلاث صور تمثيلية بواسطة خبير تدريب في IsletNet .

عندما تم تحليل الصور باستخدام النسخة المتاحة للجمهور من أداة المقارنة البسيطة، لم تتجاوز أي من الخطوط المنحنية التي تم توليدها تلقائيا اختبار جودة بصري (vQC، الشكل 5F). تم إعادة تدريب المنصة لاحقا باستخدام صور محلية تمثيلية، وجميع الخطوط المنحنية التي تولدها النسخة التجريبية المعاد تدريبها اجتازت vQC (الشكل 5C).

أظهرت نسبة تقديرات حجم الجزر الآلية إلى اليدوية أداء ثابتا عبر ظروف التصوير الثلاث بعد إعادة التدريب، مع قيم وسيطة 1.03، 0.98، و0.94 لظروف الإضاءة A وB وC على التوالي (الشكل 5A). مثلت هذه النتائج تحسنا كبيرا مقارنة بالنموذج التدريبي الأصلي (الشكل 5B).

أظهرت المقارنة بالبكسل مع تقسيمات GT توافقا وثيقا بين الخطوط المنحنية الآلية والمولدة يدويا بعد إعادة التدريب (الشكل 5D)، مما يتوافق مع تحديد الخطوط الدقيقة في الصور التمثيلية (الشكل 5C). على النقيض من ذلك، أظهر نموذج التدريب الأصلي زيادة في نسبة البكسلات السالبة الكاذبة (الشكل 5G) وانحراف الشكل (الشكل 5F)، مما أدى إلى تحول نحو فئات الجزر الصغيرة في مخططات حجم الجزر المقابلة (الشكل 5E مقابل 5H).

figure-results-1
الشكل 5. تقييم إعادة تدريب المنصة باستخدام ثلاث إعدادات تصوير وتحضيرات لجزر الفئران. (أ) مقارنة تقديرات IsletNet والمكافئ اليدوي للجزر (IEQ) بعد إعادة التدريب باستخدام ثلاث إعدادات تصوير. (ب) مقارنة تقديرات ISLETNet وIEQ اليدوية باستخدام نموذج التدريب العام الأصلي. (دو، أنفا) تحديد الشكل التمثيلي باستخدام أداة vQC بعد وقبل إعادة تدريب النموذج على التوالي. رؤوس الأسهم البيضاء تشير إلى وضع الشكل الصحيح والرمادي إلى وضع غير صحيح للكنتور. (د، س) مقارنة بالصقل مع الحقيقة الأرضية بعد إعادة التدريب ومع نموذج التدريب الأصلي على التوالي. تشير الأسطورة إلى المناطق الإيجابية الحقيقية، الإيجابية الكاذبة، السلبية الكاذبة، والسالبة الحقيقية. (E, H) مخططات حجم الجزر التمثيلية بعد إعادة التدريب ومع نموذج التدريب الأصلي، على التوالي، مقارنة بالعد اليدوي. إعداد التصوير 1 = إضاءة LED؛ إعداد التصوير 2 = إضاءة الهالوجين؛ إعداد التصوير 3 = إضاءة LED ذات المجال المظلم. أشرطة المقياس = 100 ميكرومتر. تعرض مخططات الصناديق وفقا لاتفاقية توكي؛ تمتد الشوارب إلى نقاط بيانات ضمن نطاق رباعي 1.5 × من الرباعي الأول والثالث. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

تحضيرات الجزر البشرية السريرية

في التجربة الثانية، تم تحليل 17 صورة تمثل إجراء عزل جزيرة بشرية واحدة بثلاثة أزواج من النقاء والكسر باستخدام النسخة المتاحة للجمهور من المنصة. تم فقدان عينة واحدة. بعد vQC، تم استبعاد جميع الصور التي تمثل الكسور متوسطة ومنخفضة النقاء بسبب الكشف الزائف عن الجزر (البيانات غير معروضة). تم إعادة تدريب المنصة لاحقا باستخدام صور محلية تمثيلية.

بعد إعادة التدريب، اجتازت جميع الصور vQC بعد إضافة ثلاثة خطوط فصل يدوية. أظهرت المقارنة حسب الدفعات مع العد اليدوي تقديرا أقل من التقدير الكلي بنسبة ≤5٪ لإجمالي عدد الجزر وتقديرات الحجم. العينات المخففة بين 2000 و4000 طية تحتوي على 80 و4 جزر صغيرة حسب نسبة النقاء. المساهمة النسبية لكسر النقاء الفردية في التحضير النهائي موضحة في الشكل 6A. ساهم الجزء عالي النقاء 1VC2 في الغالب في جزر أصغر مقارنة بالجزء متوسط النقاء 2SC1. يظهر مخطط حجم الجزر الصغير الذي تولده المنصة تلقائيا في الشكل 6B.

figure-results-2
الشكل 6. القياس والتحليل لعينات عزل الجزر البشرية. (أ) تقديرات عدد الجزر وحجم الجزر المكافئ باستخدام طرق IsletNet والعد اليدوي عبر كسور النقاء للطعم الكامل. (ب) مخطط حجم الجزر النهائي الذي يولده IsletNet باستخدام قيم متوسط الدفعات. (ج) مقارنة بين IsletNet والتقديرات اليدوية للعدد والحجم عبر 17 صورة فردية. (D) تفاصيل صورة تمثيلية من عينة 3NC1 تظهر الصورة الأصلية ووضع الشكل الناتج عن IsletNet المعاد تدريبه. (ه) مقارنة بكسلية بين تقسيم IsletNet والحقيقة الأرضية التي يولدها خبير العد اليدوي مقابل خبير التدريب في IsletNet (GT1 مقابل GT2). تشير الأسطورة إلى المناطق الإيجابية الحقيقية، الإيجابية الكاذبة، السلبية الكاذبة، والسالبة الحقيقية. (F) مخطط حجم الجزر التمثيلي لنفس الصورة يقارن بين نتائج IsletNet والنتائج اليدوية. رؤوس الأسهم الأرجوانية تشير إلى انحراف الشكل وحجم الجزر الصغيرة (الجزيرة). أشرطة المقياس = 100 ميكرومتر. تعرض مخططات الصناديق وفقا لاتفاقية توكي؛ تمتد الشوارب إلى نقاط بيانات ضمن نطاق رباعي 1.5 × من الرباعي الأول والثالث. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

تمت مقارنة التقديرات الآلية واليدوية لجميع الصور الفردية لاحقا (الشكل 6C). كانت النسب الوسيطة بين التقديرات الآلية واليدوية 1.00 لعدد الجزر الصغيرة و0.93 لحجم الجزر، مع ملاحظة عدة علامات شاذة. في عينة ممثلة منخفضة النقاء (3NC1)، حددت المنصة نفس عدد الجزر الصغيرة كما هو الحال مع العد اليدوي (خمس جزر) لكنها قدرت حجم جزر أقل بنسبة 29٪. تشير هذه النقاط إلى النقاط بواسطة رؤوس الأسهم في الشكل 6C.

أكبر جزيرة، محبوسة جزئيا في نسيج خارجي، من هذه الصورة الممثلة، تظهر في الشكل 6D، بما في ذلك الصورة الأصلية وطبقة الشكل المولدة تلقائيا. المقارنة بالبكسل مع تقسيمات GT التي تم توليدها بشكل مستقل من قبل خبراء موضحة في الشكل 6E. أظهرت مخططات حجم الجزر المقابلة تحولا في توزيع الحجم بين التقسيم اليدوي والآلي (الشكل 6F).

الأداء التشغيلي للتحليل الآلي

تم تقييم الأداء التشغيلي لأدوات المقارنة البسيطة وعزل الجزر السريرية تحت ظروف الإنترنت القياسية بمتوسط سرعات تحميل ورفع بلغت 50 ميجابت في الثانية و30 ميجابت في الثانية على التوالي. تم تحليل خمس دفعات صور تحتوي على 12 صورة لكل منها باستخدام أحجام صور تتراوح من ملفات JPEG بحجم 0.5 ميجابايت إلى ملفات TIFF بحجم 20 ميجابايت. تم قياس مدة التحميل لحزم نتائج ZIP الكاملة.

زادت أوقات التصور التحليلي ومدة التنزيل تدريجيا مع حجم الصورة لكلا الأداتين (الجدول 4). تطلبت أداة عزل الجزر السريرية أوقات معالجة أطول من أداة المقارنة البسيطة لمجموعات الصور المكافئة. تظهر هذه النتائج العلاقة العملية بين دقة الصورة، وتنسيق الملف، وإنتاجية التحليل أثناء التشغيل الروتيني.

الجدول 4: أوقات التحليل ومدة التحميل لأدوات عزل الجزر السريرية والمقارنة البسيطة. مقارنة أوقات المعالجة المطلوبة لعرض النتائج وتنزيل الملفات باستخدام دفعات صور بأحجام وصيغات ملفات مختلفة. تم الحصول على القياسات باستخدام دفعات تحتوي على 12 صورة ويتم الإبلاغ عنها كوقت مضى من تقديم الدفعة إلى تصور النتائج أو إكمال التنزيل. يرجى الضغط هنا لتحميل هذا الجدول.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يصف البروتوكول المعروض هنا سير العمل العملي للمستخدمين المحتملين والمعتمدين ل IsletNet، مع التركيز على ميزتين أساسيتين للمنصة: مراقبة جودة البصر الخبير وإعادة تدريب الشبكات العصبية. تظهر النتائج التمثيلية أن القياس الآلي الدقيق يعتمد ليس فقط على أداء تقسيم الصور، بل أيضا على قدرة المستخدم على تقييم موضع الشكل وملاءمة الصورة بشكل نقدي قبل قبول النتائج. تم استخدام أداتين متقدمتين إضافيتين، Pixel-to-Pixel Comparison و My Segmentations، لتوليد نتائج تحقق مختارة من السوق؛ ومع ذلك، فإن هذه الأدوات مخصصة بشكل أساسي لدعم تدريب الشبكات العصبية وبالتالي فهي غير مدرجة في سير عمل البروتوكول.

تم تطوير IsletNet كأداة مرجعية تعاونية ومتاحة على نطاق واسع لتحليل صور الجزر الموحد عبر المختبرات. تم تدريب الشبكة العصبية والتحقق منها باستخدام تقسيمات GT مشروحة يدويا لصور مجهرية ثنائية الأبعاد أصلية لجزر معزولة من البشر والفئران 14,15,16. تم إنشاء نموذجين منفصلين للتحضيرات الملطخة بالديثيزون، ونموذج بحث إضافي لجزر الفئران غير المصبوغة، مع إمكانية الوصول عند الطلب. يتم عرض نسخة المنصة وتاريخ التدريب في واجهة المستخدم. تقوم IsletNet تلقائيا بتقسيم الجزر والأنسجة الخارجية (exocrine) ثم تحسب عدد الجزر والحجم والنقاء باستخدام حجم البكسل الذي يحدده المستخدم والحد الأدنى لحجم الجزيرة. يعتمد اختيار عتبة حجم الجزر على جودة الصورة وهدف التحليل (المقارنة جنبا إلى جنب مع العد اليدوي مقابل دراسة الجزر الصغيرة) وليس على الأنواع. بالنظر إلى دقة المجهر التقليدي، فإن الحد الأدنى لحجم الجزر الصغير هو 50 ميكرومتر 7,8,9,12، ولكن يمكن تقليله حتى 10 ميكرومتر للصور التي تم الحصول عليها باستخدام جهاز مناسب ¹⁰. يتم توليد تقديرات حجم الجزر باستخدام جدول التحويل القياسي القائم على الكرة¹³ بالإضافة إلى جداول التحويل البديلة⁷^،¹⁸^،¹⁹، بما في ذلك تقريبا القطع الناقص^{المجهزة 5}^،⁶ ونماذج سبايناكل^{وسفيركل 17} القائمة على الشكل الكنتوري. يتم الإبلاغ عن القيم الناتجة بمكافئات الجزر والنانولتر، بينما يتم حساب النقاء إما من مساحة الأنسجة أو حجم النسيج المقدر لها. خطوة حاسمة في البروتوكول هي الحصول على صور مجهرية موحدة مناسبة للتقسيم الآلي. تم تدريب IsletNet باستخدام صور تم التقاطها بواسطة مجاهر ستيريو ومجاهر مقلوبة مزودة بمجموعة من الكاميرات وأشباه الموصلات المعدنية وأنظمة الإضاءة. الأهداف منخفضة التكبير (1–2×) مفيدة لأنها تسمح للعينة الكاملة بالبقاء ضمن مجال الرؤية مع الحفاظ على حجم بكسل متوافق مع الكشف الموثوق عن الجزر الصغيرة. الإضاءة المتسقة، وتوازن اللون الأبيض المستقر، وتجنب التعريض المفرط للصورة ضرورية لتوليد الكنتور الموثوق. تظهر النتائج الممثلة أن إعادة التدريب باستخدام صور محلية تمثيلية يمكن أن تحسن بشكل كبير أداء التقسيم عبر ظروف التصوير غير المتجانسة. كقاعدة عملية، تكون الصور مناسبة عموما لتدريب IsletNet عندما تكون حدود الأنسجة الخارجية والجزر واضحة للمراقب المتمرس. يجب تجنب الصور التي تحتوي على جزر صغيرة متجمعة أو متداخلة بشكل كبير قدر الإمكان.

يسلط البروتوكول الضوء أيضا على عدة قيود واعتبارات استكشاف الأخطاء المرتبطة بتحليل الصور الآلي. بينما تزيد IsletNet بشكل كبير من معدل الإنتاجية، والموضوعية، وقابلية التكرار مقارنة بالعد اليدوي الكامل، إلا أن الطريقة لا تزال حساسة لجودة الصورة. قد يحدث أحيانا تحديد الخطوط الخاطئة (اكتشاف الجزر الزائف، وفشل فصل الجزر المجاورة) وقد يؤثر ذلك على القياس القياسي في المراحل التالية. يبقى فحص vQC الروتيني ضروريا قبل قبول النتائج الآلية. التطبيق الفوري في الموقع على IsletNet مفيد لأن الصور غير المناسبة يمكن إعادة الحصول عليها باستخدام معلمات تصوير معدلة. يمكن التصحيح اليدوي للخطوط الكنتورية الأوتوماتيكية ضمن نافذة الفحص باستثناء الجزر المفقودة أو عدة جزر زائفة. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد خوارزمية الفصل الآلي على هندسة الكنتور وإحصائيات توزيع حجم الجزر، وقد تختلف عن تفسير الخبير الأولي مع بقائها مقبولة تحليليا.

يتم تحديد موثوقية IsletNet بشكل أساسي من خلال الاتساق بين جودة الصورة المحلية ومجموعة بيانات التدريب وليس فقط حسب النوع. على الرغم من أن مجموعة التدريب الحالية تحتوي على جزر بشرية بدرجات نقاوة مختلفة وجزر فئران عالية النقاء، إلا أنه يمكن توسيع المنصة لتشمل أنواع أخرى بشرط أن تظل خصائص الصورة متسقة مع بيانات التدريب. على سبيل المثال، قد تشبه جزر الخنازير التي تم نقاؤها بواسطة الثقافة الجزر البشرية المدمجة الموجودة في مجموعة بيانات التدريب. على النقيض من ذلك، لم يتم تمثيل الجزر المزروعة بشكل مكثف والتي تحتوي على صبغة ديثيزون ضعيفة أثناء التدريب وقد تتطلب تدريبا إضافيا. لذلك، تدعم أداة المقارنة البسيطة خطوة تحقق مهمة للمستخدمين الجدد أو تكوينات التصوير الجديدة. تؤكد النتائج المعروضة هنا كيف يمكن لتفسيرات الخبراء المختلفة للجزر المدمجة أن تؤثر على توليد ال GT وتقدير الحجم في مرحلة التبهي. لمعالجة غياب إجماع الخبراء الواسع في الدراسات متعددة المراكز المستقبلية، تم تطوير تطبيق IsletSwipe²⁰ لتسهيل التعليق التوضيحي المعتمد على التوافق.

مقارنة بالعد اليدوي التقليدي تحت المجهر، يوفر IsletNet إنتاجية أعلى بكثير، وتوثيقا رقميا دائما، ومخرجات كمية موحدة مع تقليل التباين المعتمد على المشغل. قد يوفر العد اليدوي ثقة أكبر في تحديد الأنسجة في الحالات الحدية، لكنه محدود بتقدير الحجم الذاتي، وانخفاض قابلية التوسع، ومتطلبات التدريب المكثف للموظفين. باعتبارها خدمة قائمة على الويب، تتيح IsletNet المقارنة بين المختبرات من خلال تحليل مركزي ومجهول الهوية. تظل سرعة التحليل تعتمد على عرض النطاق الترددي المحلي للإنترنت، وحجم ملف الصورة، وتعقيد الصورة. قد تحسن ملفات TIFF الأكبر جودة الصورة لكنها تتطلب أوقات رفع وتنزيل أطول مقارنة بصور JPEG المضغوطة.

بشكل عام، تظهر النتائج المعروضة هنا أن القياس الآلي الموثوق يمكن تحقيقه عندما يظل الاستحواذ المحلي على الصور قابلا للتكرار ومتسقا مع مجموعة التدريب. يشجع المستخدمون على دمج vQC في روتينهم والنظر في إعادة التدريب كلما تم إدخال تغييرات جوهرية في ظروف التصوير المحلية.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعلن المؤلفون أن البحث أجري في غياب أي علاقات تجارية أو مالية يمكن اعتبارها تضارب محتمل في المصالح.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تطوير وتدريب النسخة العامة من IsletNet بواسطة فيليب ماتزنر، يان بيلوهلافك، وآدم بلازيك (Iterait a.s.، براغ، جمهورية التشيك). تم تدريب النسخة التجريبية من قبل ياكوب مونهارت، وبترا كوردوفا، ويان كوبانت (شركة Mild Blue s.r.o.، براغ، جمهورية التشيك).

يشكر المؤلفون الأفراد والمؤسسات التالية عليهم على توفير صور مجهرية استخدمت في تدريب شبكة IsletNet : أندرو فريبيرغ (قسم المناعة والوراثة وعلم الأمراض، جامعة أوبسالا، السويد); هانه شولز (معهد البحوث الجراحية، مستشفى جامعة أوسلو، النرويج)؛ فاليري جمير (البحث الانتقالي في السكري، جامعة ليل، INSERM، فرنسا); جوش فيلهلم (معهد شولزه للسكري، جامعة مينيسوتا، مينيابوليس، الولايات المتحدة الأمريكية)؛ دومينيكو بوسكو (قسم الجراحة، مستشفيات جامعة جنيف وجامعة جنيف، سويسرا)؛ جيسون دوبنبرغ (قسم الطب الباطني، مركز جامعة لايدن الطبي، هولندا)؛ كارولينا جولاب (معهد زراعة الأعضاء، العلوم البيولوجية، جامعة شيكاغو، الولايات المتحدة الأمريكية)؛ مينا هونكانن-سكوت (جامعة نيوكاسل، المملكة المتحدة)؛ هيروتاكي كوماتسو (مدينة الأمل، الولايات المتحدة الأمريكية)؛ ريبيكا سبيرز (جامعة أكسفورد، المملكة المتحدة)؛ وزوزانا بيركوفا، يان كريز، وبيتر جيرمان (معهد الطب السريري والتجريبي [IKEM]، براغ، جمهورية التشيك).

كما يشكر المؤلفون بكل امتنان زوزانا بيركوفا وكلارا زاخاروفوفا على دعمهما الفني خلال إجراءات عزل جزر الفئران المستخدمة في هذه الدراسة.

وقد دعمت وزارة الصحة في جمهورية التشيك هذا العمل (منحة رقم) NU22-01-00141) ومن قبل المعهد الوطني لأبحاث أمراض الأيض وأمراض القلب والأوعية الدموية (برنامج EXCELES، رقم المشروع. LX22NPO5104)، ممولة من الاتحاد الأوروبي – الجيل القادم من الاتحاد الأوروبي.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
35 ملم أطباق بترى	Sigma-Aldrich	P5481	غير معقم
نصائح ماصة 200 ميكرولتر، واسعة الفم	Sigma-Aldrich	AXYT205WBCRS	لتوزيع معلق الجزيرة قبل التلوين
ثنائي ميثيل سلفوأكسيد (DMSO)	Sigma-Aldrich	D2650	درجة GC أو درجة زراعة الخلايا
ديثيزوني (DTZ)	Sigma-Aldrich	D5130	مسحوق
إيثانول، 70%	مورد محلي	N/A	(v/v) في H₂O؛ لتحضير DTZ
مصل البقر الجنينى (FBS)	Gibco	10270106	معقم حراريا، مؤهل
محلول الملح المتوازن لهانكس (HBSS)	Sigma-Aldrich	H6648	مع أو بدون فينول الأحمر (حدد حسب التحليل)
الألبومين البشري	Grifols	61953-0001-2	محلول عالي التركيز (200 جم/لتر)
Infinity 1-3C	Lumenera	3-1URC	CMOS، 3 ميجا بكسل
Infinity Capture	Lumenera	N/A	برنامج قياس الصور القياسي
مجهر مقلوب CKX41	Olympus	N/A	عدسات 1.25x و2x
LED-High-Power-Spots (ذو ذراعين)	Photonics	10068	مصدر ضوء LED؛ دليل مزدوج
مصدر ضوء Highlight 2000	Olympus	5-HL2000	مصدر ضوء هالوجين (14.5 فولت، 90 واط)؛ تحكم يدوى في الشدة؛ دليل مزدوج
أدوات المختبر الأساسية	متنوعة	N/A	ماصات، أنابيب، إبر، محاقن، مؤقتات المختبر، معدات الحماية الشخصية القياسية
برنامج MicroCam	Bresser	N/A	برنامج قياس الصور القياسي
MikroCam 3.0M	Bresser	86000180	CMOS، كاميرا 3.1 ميجا بكسل
وحدة فلتر Millex-MP	MilliporeSigma	SLMP025SS	حجم مسام 0.22 ميكرومتر، غشاء PES
محلول الفوسفات المخزن بالبيكربونات (PBS)	Gibco	10010023	pH 7.4
Promicam Pro 3-5 CP	Promicam	E61MPR937	CMOS، 5 ميجا بكسل، كاميرا عالية النطاق الديناميكي
QuickPHOTO	Promicra	N/A	برنامج قياس الصور القياسي
هيدروكسيد الصوديوم (1 M NaOH)	مورد محلي	N/A	لضبط pH والذوبان أثناء تحضير DTZ
ميكرومتر المرحلة	Thorlabs	R1L3S1P	طول 10 ملم؛ تقسيمات 50 ميكرومتر للمعايرة
مجهر ستيريو SZH10	Olympus	N/A	عدسة apochromat 1x

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

233 233 IsletNet

منصة ويب لقياس الجزر المعزولة من قبل الإنسان والقوارض باستخدام الصور الآلية

في هذه المقالة

ملخص

الملخص

المقدمة

البروتوكول

النتائج

المناقشة

الإفصاحات

شكر وتقدير

المواد

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

مقالات ذات صلة