تحليل النزوح من تشوه عضلة القلب الميكانيكية (DIAMOND) يكشف التغايرية القطعية لوظيفة القلب في حمار وحشي الجنيني

الماس هو أول طريقة مفتوحة المصدر للتقييم الكمي لوظيفة القلب شرائح رباعية الأبعاد في أجنة الحمار الوحشي. لدينا طريقته لديها دقة ميكرومتر التي يمكن أن تحدد ميكانيكا القلب المحلية في الفضاء 3D. ولا يسمح أي نهج آخر بذلك.

الماس يكشف أنماط الإصابات الجديدة في سمية القلب الناجمة عن دوكسوروبسين. لذلك، نعتقد أن طريقتنا يمكن أن تستخدم كمنصة لارتفاع الإنتاجية في فحص الجسم الحي لسمية القلب الناجمة عن العلاج الكيميائي. ونحن نعمل حاليا على تكييف الماس لقلب الثدييات.

ومع ذلك، هناك حاجة إلى عمل إضافي لمراعاة الثدييات عضلة القلب اتجاه الألياف والحركة التناوب والالتواء. عند محاولة هذه الطريقة ، من المهم جدا أن يكون لدى المستخدم تصور واضح للبنية التشريحية لقلب الحمار الوحشي لتحديد المحاور الأفقية والعمودية وتقسيم البطين بشكل صحيح. لإعادة بناء القلب الانقباضي والانبساطي ثلاثي الأبعاد، ابدأ بفتح المجلد الذي تم إنشاؤه بواسطة خوارزمية ما بعد المزامنة، ثم افتح مجلد الإخراج.

ابحث عن أول مرحلة انقباضية وانبساطية وسجل رقم الإطار. ثم افتح الإخراج حسب مجلد الحالة ثم ابحث عن المجلدات التي لها نفس الأرقام كأرقام الإطارات المسجلة. تحويل الصور في المجلد إلى ملفات TIF 3D وتسمائها diastole.

ytif وsystole.tif. لإجراء تجزئة البطين، افتح برنامج تحليل الصور بالنقر فوق الملف وفتح البيانات. ثم قم بتحميل دياستول.

tif وsystole. tif وأدخل حجم voxel وفقا لإعدادات الصورة. انقر على لوحة التقسيم وشرّق جزء البطين من القلب يدويًا باستخدام أداة العتبة المضمنة.

ثم إزالة القناة ال atriovenular البطينية و المسالك الخارجة في البطين المجزأ لأن هذا سوف يؤثر على تحليل النزوح. بعد اكتمال التقسيم، انقر فوق لوحة المشروع، انقر بزر الماوس الأيمن فوق diastole.labels. tif و systole.labels.

tif علامات التبويب في وحدة التحكم وانقر فوق تصدير البيانات لحفظ البيانات كملفات TIF 3D. افتح prepimage_1. m في بيئة البرمجة تأكد من أن المجلد في InPath على سطر خمسة يحتوي على ملفات TIF الأصلي و مقسمة ثم تغيير شريحة على أربعة live إلى عدد شرائح ملفات TIF 3D.

بعد تشغيل التعليمات البرمجية، سيتم إنشاء خمسة ملفات TIF ثلاثية الأبعاد ومجلدات جديدة. استيراد جميع الملفات 3D TIF الخمسة في صورة تحليل البرمجيات. انتقل إلى لوحة متعددة الكواكب واختر diastole_200.

tif كالبيانات الأساسية. محاذاة المحور س مع المحور الرأسي الطويل للبطين والمحور ع مع المحور الأفقي الطويل للبطين. بعد ذلك، اختر ثلاث نقاط عشوائية من طائرة YZ المائلة بطريقة معاكسة عقارب الساعة وسجل إحداثيات موضعها ثلاثي الأبعاد.

كرر هذه العملية systole_200.tif. انقر فوق لوحة المشروع ثم قم بإنشاء كائن شريحة diastole_200. tif بواسطة النقر بزر الماوس الأيمن على diastole_200.

tif والبحث عن كائن شريحة. انقر بزر الماوس الأيمن فوق كائن الشريحة المنشأة، وتحقق من مستوى مجموعة في خيارات لوحة الخصائص، واختر ثلاث نقاط في تعريف المستوى، وأدخل الإحداثيات المسجلة مسبقًا. انقر بزر الماوس الأيمن فوق diastole_200.

tif، والبحث عن إعادة تشكيل صورة تحويل وإنشاء الكائن. في لوحة الخصائص، اختر شريحة كمرجع وانقر فوق تطبيق الذي يجب أن يقوم بإنشاء كائن يسمى diastole_200.transformed. بعد ذلك، انقر بزر الماوس الأيمن فوق diastole_200.

تحويلها ، والبحث عن إعادة تشكيل وإنشاء الكائن. اختيار حجم voxel كما وضع وتغييره إلى x يساوي واحد، ص يساوي واحد، وz يساوي واحد في لوحة الخصائص. انقر فوق تطبيق ثم حفظ diastole_200 التي تم إنشاؤها.

إعادة اصطياف الكائن كملف TIF ثلاثي الأبعاد. كرر هذه العملية ل ديالابيل. tif، اختبار.

2000, systole_200. tif، syslabel. tif، واختبار.

tif وفقا لاتجاهات المخطوطة. استيراد كافة الملفات الستة التي تم إعادة اampedها إلى ImageJ وحدد شريحة systole_200. resamped التي يتم تصور بوضوح القناة الفيرورية الريدية مع التأكد من تسجيل عدد من شريحة.

استخدام وظيفة تدوير تحويل الصورة لوضع عموديا القناة ال atriovenular. تطبيق نفس التناوب على جميع الملفات ثم إغلاق كافة الإطارات وحفظ التغييرات. بعد ذلك، انتقل systole_200.

إعادة تحديد، سيسلابيل. إعادة افحصها، واختبار2. إعادة تعيين إلى مجلد resample_sys.

تحرك diastole_200. إعادة اِعاده، ديالابيل. إعادة افحصها، واختبارها.

إعادة تعيين إلى المجلد resample_dia. افتح divider_2_8_pieces. m وتغيير InPath في السطر الخامس إلى دليل الصور.

تغيير الوسط المتغير في الخط 22 إلى رقم الشريحة حيث يتم تصور القناة ال atriovenular بشكل واضح. كرر هذه العملية diastole_200. إعادة االاختصاص على الخطين 394 و 411.

تشغيل التعليمات البرمجية. عند المطالبة، انقر مرة واحدة على وسط البطين وعلى مركز القناة ال atriovenular البطينية. لتسجيل مصفوفات الصور الانقباضية والانبساطية، افتح register_3.

m وتغيير InPath في السطر الرابع إلى مسار مجلد الصورة. ثم افتح displacement_4. m وتغيير InPath إلى مسار مجلد الصورة.

تشغيل البرنامج لإنشاء vector8. ملف txt مع مصفوفة ثمانية في أربعة. يحتوي كل صف من المصفوفة على مقادير المكون x، مكون ص، مكون z، و مقدار مجموع متجه الإزاحة لشريحة معينة من البطين.

يمكن بعد ذلك نقل هذه القيم إلى جدول بيانات. وقد استخدم هذا البروتوكول للكشف عن عدم تجانس القطاعية وظيفة القلب والحساسية للإصابة عضلة القلب الناجمة عن دوكسيوروبينيس في حمار وحشي. بعد علاج دوكسيوروبيسين على مدار 24 ساعة من ثلاث إلى أربع حالات بعد الإخصاب، تمت مقارنة نزوح الأجزاء البطينية بين المجموعات الخاضعة للضبط والمعالجة.

تحت ظروف التحكم، تخضع الشرائح القاعدية الأولى والسادسة لأكبر حالات النزوح وهي الأكثر عرضة للإصابة باضطرابات القلب الناجمة عن دوكسوروبسين. وفي ستة من الـ DPF، تراوح متوسط معيار L2 لمواقل النزوح القطاعي في الأسماك المتحكمة بين 3.9 و8 في المائة بعد التطبيع. وتعافى القطاعان القاعديان واحد وستة من إزاحة الماس للسيطرة على مستويات تشير إلى التجديد القطاعي.

وفي الوقت نفسه، لوحظ تفاقم في سلالة القاعدية 2D من السلبية 53 إلى السلبية 38٪ مباشرة بعد العلاج دوكسوروبيسين تليها العودة إلى مستويات التحكم 48 ساعة في وقت لاحق تؤيد نتائج النزوح الماس. ولوحظ أيضا انخفاض موازٍ واسترداد جزء طرد عالمي أو إي. ثم تم تطبيق الماس أثناء العلاج دوكسوروبيسين وشق مسار التشكيل باستخدام مثبطات الشق DAPT والمصبات NICD وNRG1 مرنا.

أنقذ الحقن المجهري لمرنا الانخفاض في إزاحة الماس وEF بعد الإصابة الحادة الناجمة عن العلاج الكيميائي. وعلاوة على ذلك، منع مسار الشق بعد العلاج الكيميائي أعاق استعادة النزوح الماس من الأجزاء القاعدية وEF 48 ساعة بعد العلاج، ولكن تم إنقاذ تثبيط من قبل الآثار المصب الشق. ومن المعروف أن جزء الطرد التقليدي هو مؤشر غير حساس ومتأخر لإصابة عضلة القلب.

الماس يسمح للباحثين لتحديد وظيفة القلب المحورية ومساعدة عدم التجانس في إصابة عضلة القلب في أجنة الحمار الوحشي.