قياس سلالات الأنسجة المحلية في الأوتار عبر ارتباط الصورة الرقمية مفتوحة المصدر

يتيح هذا البروتوكول قياسات سلالات الأنسجة المحلية داخل الوتر أثناء التحميل. من المفيد أن نفهم كيف تتصرف الأوتار ميكانيكيا وتتكيف مع بيئة التحميل الخاصة بها. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن البرنامج المستخدم متاح للجمهور عبر الإنترنت ويوفر ملاحظات حول دقة القياس حتى عندما تكون سلالات الأنسجة الحقيقية غير معروفة.

يعد قياس سلالات الأنسجة المحلية في الوتر أمرا ذا قيمة لفهم كيفية إعادة تشكيل الخلايا للأنسجة أثناء تنكس الأوتار وإصلاحها. سيوضح هذا الإجراء ستانتون جودشال ، وهو طالب جامعي ، وكريشنا بيدابرولو ، طالب دكتوراه في مختبري. بعد تلطيخ أوتار العرقوب المحصودة في DTAF ، انقل الأنسجة من محلول DTAF إلى محلول DRAQ5 واحتضان الأنسجة في مكان مظلم لمدة 10 دقائق في درجة حرارة الغرفة.

ضع الوتر في قبضة جهاز تحميل الشد. قبل تركيب المقابض في جهاز التحميل ، استخدم الفرجار الرقمي لقياس المسافة بين ملحق العقبي والمقبض المقابل. قم بتركيب المقابض في جهاز التحميل الذي يحتوي على برنامج تلفزيوني للحفاظ على ترطيب الأنسجة.

قم بمحاذاة الوتر على أفضل وجه ممكن مع المحور x أو المحور y لصور المجهر بحيث تتوافق مخرجات سلالة X وسلالة Y للخوارزمية مع محور الوتر. قم بتحميل الوتر بغرام واحد من التوتر. إذا رغبت في ذلك ، قم بتبييض ضوئي لمجموعة من أربعة خطوط متباعدة 80 ميكرون في المنطقة الوسطى من الأنسجة ، وكرر العملية على الطرفين الأيسر والأيمن بالقرب من المقابض.

التغيير في المسافة بين الخطوط في كل منطقة نسيج هو قياس ثانوي لسلالات الأنسجة المحلية التي يمكن استخدامها للتحقق من صحة البيانات. بعد ذلك ، باستخدام المجهر متحد البؤر ، احصل على صور حجمية لتألق DTAF و DRAQ5 عند جرام واحد من التحميل المسبق. قم بإجراء منحدر إجهاد إلى 2٪ إجهاد بنسبة 0.5٪ في الثانية.

لاحظ أنه يمكن تعديل معدل الإجهاد وحجم الإجهاد المتزايد. بعد السماح للأنسجة بالاسترخاء لمدة 10 دقائق ، التقط صورة حجمية أخرى للأنسجة بعد التشوه. كرر العملية لأكبر عدد ممكن من زيادات الإجهاد حسب الرغبة.

لإنشاء الصور المحولة رقميا ، قم بتنزيل الكود digital_strain. م من جيثب. بعد التنزيل ، افتح الكود وقم بتشغيله.

عند المطالبة ، أدخل القيم المطلوبة للحد الأقصى للإجهاد المطبق ، وزيادة الإجهاد المطبقة ، ونسبة بواسون قبل الضغط على موافق. ثم عند مطالبتك مرة أخرى ، حدد الصورة المرجعية غير المشوهة. لكل زيادة إجهاد ، يتم عرض تراكب للصورة المرجعية والصورة المحولة. سيتم حفظ الصور المحولة رقميا في الدليل المسمى سلالة X بالمائة المحولة رقميا حيث X هي زيادة الإجهاد.

افتح البرنامج النصي بالاسم المعروض وانقر فوق تشغيل لبدء تحليل الصورة. عند المطالبة ، قم بتغيير قيم ارتباط الصورة الرقمية Lagrangian المعزز أو معلمات ALDIC حسب الرغبة. بعد المطالبة ، حدد مربع الاختيار نعم لحفظ القيمة المتوسطة والانحراف المعياري وخريطة 2D تلقائيا لمجموعة المتغيرات المطلوبة.

عند المطالبة ، حدد المتغيرات المطلوبة مثل سلالة X ، سلالة Y ، سلالة القص ، المناطق السيئة ، وما إلى ذلك ، واضغط على موافق. بعد المطالبة التالية، حدد المجلد الذي يحتوي على إسقاطات Z ذات الكثافة القصوى المعاد تسميتها. يقوم البرنامج تلقائيا بتنفيذ ALDIC التزايدي لتحديد حقول الإجهاد للصور المشوهة. عند المطالبة ، انقر بزر الماوس الأيسر لإنشاء مضلع من أربع نقاط لتحديد منطقة الاهتمام لقياس السلالات.

يخزن المجلد نتائج التتبع النووي ، والتي يمكن إعادة تسميتها عن طريق ضبط السطرين 555 و 556 ، جميع المؤامرات المحددة مسبقا. يحتوي هذا المجلد أيضا على جدول بيانات باسم النتائج ، والذي يخزن جميع الوسائل والانحرافات المعيارية المحددة من قبل. عند التحقق من صحتها باستخدام الصور المتوترة رقميا ، قللت خوارزمية ALDIC باستمرار من متوسط سلالة X وزاد حجم الخطأ مع زيادة الإجهاد المطبق.

كما تم التقليل من شأن سلالة Y في الغالب. ومع ذلك ، في جميع الحالات ، كان حجم خطأ الإجهاد صغيرا جدا. زاد الانحراف المعياري للسلالة X المحسوبة وسلالة Y ، على الرغم من انخفاض حجمها ، مع زيادة الإجهاد المطبق.

كشف تحليل المنطقة السيئة أن عدد المناطق السيئة التي تحتوي على حسابات إجهاد غير صالحة في الصور المحولة رقميا التي تم تحليلها باستخدام الطريقة التراكمية زاد باستمرار بعد 6٪ من الإجهاد المطبق ، بينما ظلت الكمية الإضافية عند 1٪ في إحدى العينات الأربع ، والتي تم التعامل معها على أنها قيمة شاذة ، تم تحديد ما يقرب من نصف الصورة على أنها سيئة عند أقصى زيادة إجهاد. كانت سلالات X المحسوبة بواسطة ALDIC أكبر من تلك المحددة من PBLs ، وكان الفرق في حدود 0.005 وهو مشابه للانحراف المعياري لبيانات PBL في المتوسط عبر جميع العينات. أظهر تحديد المقادير والتوزيعات المكانية للسلالات المحلية في الأوتار تحت حمل الشد أنه في جميع العينات ، ظلت السلالة X باستمرار أقل من السلالات المطبقة.

كان متوسط الانفعال في الاتجاه Y صفرا تقريبا لجميع الزيادات ، لكن الانحراف المعياري كان مرتفعا. زاد متوسط إجهاد القص بشكل مطرد طوال زيادات الإجهاد. النقطة الأكثر أهمية التي يجب تذكرها هي حفظ الصور قبل تطبيق إجهاد أكبر.

الصور ، إذا لم يتم حفظها ، يتم فقدها ولا يمكن استردادها. في حين تم التحقق من صحة هذه التقنية على وجه التحديد لقياس سلالات الأنسجة داخل الأوتار ، إلا أنها يمكن أن توفر نظرة ثاقبة في البيولوجيا الميكانيكية وميكانيكا العديد من الأنسجة الحيوانية والبشرية الأخرى.