De alto rendimiento de imagen Análisis de esferoides tumorales: una aplicación de software fácil de usar para medir el tamaño de esferoides forma automática y precisa

El objetivo general del siguiente experimento consiste en utilizar un software de análisis de imágenes de alto rendimiento para medir el tamaño de tumores tridimensionales S, obtenidos mediante microscopía de campo claro. Esto se logra primero organizando todas las imágenes con el esteroide tumoral tridimensional en la estructura de directorios y con los nombres de archivo correctos para este programa de medición de esteroides. Como segundo paso, el medidor de esteroides calcula automáticamente el contorno de este esteroide basándose en el algoritmo de contorno activo y mide el tamaño de dicho esteroide.

A continuación, se realiza una revisión bien diseñada de control de calidad para garantizar resultados óptimos en cada imagen. Tras analizar el resultado en los datos, se puede elucidar el crecimiento del esteroide 3D bajo tratamiento experimental. La ventaja principal de este programa informático es que integra un potente algoritmo automatizado de análisis de imágenes y un flujo de trabajo de control de calidad para apoyar el análisis de imágenes de alto rendimiento.

El software tolera fondos de imagen irregulares o ruidosos. Reduce notablemente la labor manual y acelera el proceso de análisis. La implementación del software es beneficiosa para que los esteroides tumorales en 3D se conviertan en un modelo in vitro rutinario para cribados de fármacos tanto en la industria como en el ámbito académico.

Sphe sizer requiere MATLAB con los toolboxes de procesamiento de señales y procesamiento de imágenes. Un toolbox opcional para usar es el de procesamiento paralelo. Descargue OID sizer desde el servidor de Rutgers y descomprímalo en un directorio de instalación, que será necesario en pasos posteriores. Ahora prepare sus imágenes.

Primero, determine la resolución de la imagen del sistema de obtención de imágenes y la escala absoluta de la imagen en micrómetros por píxel. En última instancia, la escala de cada imagen en el experimento debe ser la misma. Asegúrese de convertir cualquier formato de archivo de imagen propietario a un formato de archivo aceptado, como TIFF o jpeg.

Ahora, guarde los archivos utilizando nombres de archivo específicos y una estructura de directorios requerida por el software; los nombres de archivo deben asignarse según la placa, fila y columna; los directorios de archivos deben organizarse con un experimento por directorio, con un subdirectorio individual para cada punto temporal del experimento. Cada imagen proveniente de cada placa en un punto temporal debe compartir un subdirectorio. Comience abriendo MATLAB y, en la ventana de comandos, vaya al directorio de instalación de sphe sizer.

Luego ingrese Sphe sizer one zero y presione retorno para iniciar este programa OID sizer. Ahora haga clic en el botón Examinar en la nueva ventana y seleccione el directorio preparado con todas las imágenes del experimento. A continuación, en el campo de texto de la carpeta, seleccione los controles de inclusión de subcarpetas para el control de calidad.

Seleccione la opción de visualización on the fly. El siguiente paso consiste en especificar la resolución de las imágenes, lo cual debe hacerse para que el programa convierta correctamente los píxeles a milímetros. En este punto, el usuario puede ingresar al menú avanzado para acceder a más configuraciones en este cuadro de color especial.

Déjelo en ninguno para imágenes de ocho bits o 16 bits. Si las imágenes se capturan a 12 bits, elija 12 bits.

Una vez que todas las configuraciones estén correctamente establecidas, inicie el cálculo haciendo clic en calcular, ya que el cálculo se realiza para todo el conjunto de imágenes. Los resultados individuales de segmentación se muestran en el software en tiempo real cuando el cálculo finaliza; la tabla de resultados muestra la carpeta, el archivo, el volumen, la longitud, la anchura y un conmutador válido para todas las esferas analizadas. El conmutador válido sirve para el control de calidad.

Cuando el usuario haga clic en cualquier celda de la tabla de resultados, las imágenes originales y las de control de calidad se mostrarán a la derecha para su revisión; examine todas las imágenes secuencialmente utilizando la flecha hacia abajo del teclado. Cuando se encuentre un límite de esferoide sospechoso, ajústelo haciendo clic en inicialización manual sobre la imagen original. Arrastre la herramienta de elipse para cubrir el esferoide de manera más precisa.

La tabla de resultados actualizará las mediciones de manera correspondiente. Si la inicialización manual no logra encontrar el límite óptimo del esteroide deseado, utilice el botón de dibujo manual para mostrar la imagen original y trazar el contorno del esteroide. Si la imagen no contiene un esteroide válido, simplemente desactive el conmutador de validez para esa imagen.

Una vez finalizado el control de calidad, haga clic en el cuadro de resultados de formato para guardar los resultados. Los nombres de los archivos exportados pueden configurarse en la ventana de la opción avanzada. El archivo de salida de la lista es una tabla delimitada por tabulaciones que puede contener todas las mediciones.

El archivo de salida tiene formato de tabla delimitada por tabulaciones y organiza los valores de volumen en el formato original de la placa para facilitar el análisis visual y posterior de los datos. Sphe sizer puede detectar el límite de las esferas en las imágenes con robustez, incluso en diversas condiciones desfavorables de imagen. Ocasionalmente, puede producirse una detección incorrecta de este OID, en cuyo caso la herramienta de inicialización manual funciona permitiendo al usuario definir manualmente la ubicación y el tamaño de este esteroide.

En casos extremos, es posible que el esteroide no se segmente correctamente del fondo ruidoso y distractor, ya sea de forma automática o con la herramienta inicializada manualmente. En tales casos, el programa permite al usuario dibujar manualmente el contorno del esteroide para generar mediciones longitudinales y volumétricas precisas. La eficiencia del software se valida analizando el mismo conjunto de 288 imágenes mediante análisis manual frente a computadoras de un solo núcleo y de múltiples núcleos.

El análisis de imágenes es más de 18 veces más rápido por imagen utilizando steroid sizer en comparación con las mediciones manuales, lo que demuestra la repetibilidad del software. Un conjunto de 24 esteroides fue analizado tres veces por cada método. Steroid sizer, mostrado en verde, presentó una desviación estándar menor en las mediciones que el análisis manual.

En un experimento cuya realización fue posible gracias al ayudante esteroide, el crecimiento tumoral considerado como esteroide se evaluó con tratamientos de inhibidor de HSP 90 y cladribina. Los resultados mostraron que un tratamiento combinado podría tener un efecto antitumoral in vivo. Este estudio presenta un programa rápido, flexible y eficaz para la determinación precisa del tamaño de esteroides tumorales tridimensionales.

El programa de tamaño de esteroides es fácil de usar y requiere una entrada mínima por parte del usuario. Al realizar este procedimiento, es importante recordar que los esteroides deben capturarse en el centro del campo sin tocar el borde de la pared. Todas las imágenes deben tomarse con el mismo objetivo y todos los archivos deben nombrarse correctamente y organizarse según se indica en el protocolo.