Analyse à haut débit des données de cartographie optique à l'aide d'ElectroMap

L’utilisation de technologies de cartographie multi-réseaux et optiques dans la recherche cardiaque est en pleine expansion. Toutefois, ce qui manque actuellement, c’est un logiciel opensource robuste et à haut débit pour l’analyse des données d’électrophysiologie. C’est pourquoi nous avons développé un nouveau logiciel appelé ElectroMap pour aider les chercheurs dans leur analyse.

ElectroMap intègre des méthodes nouvelles et établies pour analyser les données de cartographie cardiaque qui peuvent être acquises auprès de n’importe quelle espèce à l’aide de plusieurs caméras différentes, de multiples colorants fluorescents différents et de différentes modalités d’acquisition, y compris la cartographie optique et les systèmes de réseau multi-électrodes. En plus de mesurer les paramètres AP standard tels que la durée potentielle d’action, l’analyse conductrice et la morphologie, ElectroMap permet d’analyser et de quantifier l’activité. Commencez par télécharger tous les fichiers à partir de la dernière version de code source d’ElectroMap à partir du référentiel GitHub.

Dézipez le contenu téléchargé à un endroit désiré. Ouvrez MATLAB et naviguez vers l’emplacement du dossier hébergeant le code source ElectroMap. Ensuite, ouvrez l’électrocarte de fichier.

m et appuyez sur exécuter dans l’éditeur pour démarrer l’interface utilisateur ElectroMap. Ensuite, pour charger l’image, appuyez sur sélectionnez dossier et naviguer à l’emplacement du fichier de données ou des fichiers à analyser. Sélectionnez le fichier à charger à partir de l’interface et appuyez sur les images de charge.

Une fois chargé, le premier cadre apparaîtra et un contour rouge indiquera le seuil automatique de l’image. Si vous le souhaitez, modifiez-le en un seuil basé sur l’amplitude du cours du temps de signal en changeant l’option dans l’image pour le menu de dropdown de seuil. Notez qu’une fois que le seuil est sélectionné, il est ensuite appliqué pour l’ensemble de la pile d’images.

Si vous le souhaitez, modifiez l’option seuil en manuel qui activera le curseur pour ajuster manuellement le seuil d’image. En outre, sélectionnez la région personnalisée d’intérêt pour analyse en sélectionnant les cases à cocher appropriées en dessous des options de seuil. Notez que des options avancées pour la sélection de la région d’intérêt telles que le nombre de zones sont disponibles à partir de la sélection roi à partir du menu supérieur.

Une fois qu’un seuil approprié a été appliqué, pressez les images de processus pour appliquer le traitement. À ce stade, assurez-vous que les paramètres corrects de la caméra ont été entrés pour la vitesse de l’image et la taille kilohertz et pixel dans les micromètres et les options de traitement du signal telles que la période de fenêtre, spatial, et le filtrage temporel. Une fois le dossier traité, inspectez les pics du signal moyen des tissus étiquetés par les cercles rouges.

Segmenter le signal en fonction des pics détectés. Signal du segment de presse. Si vous le souhaitez, appliquez la segmentation personnalisée du signal en zoomant sur l’heure d’intérêt et en sélectionnant le signal du segment.

Une fois les images traitées, le bouton produire des cartes deviendra actif. Appuyez sur produire des cartes pour appliquer la durée potentielle d’action, le temps d’activation, la vitesse de conduction et l’analyse du rapport signal/bruit. Sélectionnez les segments désirés dans la boîte de liste pour appliquer l’analyse à chacun.

Ensuite, sélectionnez obtenir des informations pixel pour voir un affichage détaillé du signal à partir de n’importe quel pixel dans l’image et comparer les pixels à tracer simultanément des signaux à partir de jusqu’à six emplacements. Pour accéder à une analyse plus détaillée de la vitesse de conduction, la conduction de la presse. Appuyez ensuite sur un seul vecteur pour analyser la conduction à l’aide de la méthode vectorielle unique où le vecteur de gradient est calculé à partir du temps d’inactivation de retard entre deux points.

Enfin, appuyez sur vecteur local pour appliquer la méthode multi-vecteur avec les paramètres correspondant à ceux de l’interface principale. Courbe d’activation de la presse pour tracer le pourcentage de tissu activé en fonction du temps. Pour quantifier d’autres paramètres à l’aide d’ElectroMap, sélectionnez l’une des autres analyses souhaitées dans le menu dropdown au-dessus de la carte d’affichage.

Appuyez sur l’analyse d’un seul fichier pour ouvrir un module dédié pour la durée de débit élevé et l’analyse de conduction de chaque segment identifié dans un fichier. Effectuez l’analyse sur l’ensemble de l’image ou sur certaines régions ou points d’intérêt. Pour exporter des données d’ElectroMap, appuyez sur les valeurs d’exportation pour sauvegarder les valeurs de la carte actuellement affichée dans l’interface utilisateur principale.

Appuyez ensuite sur la carte d’exportation pour faire apparaître un popup contenant la carte actuellement affichée qui peut ensuite être enregistrée dans une variété de formats d’image. Si vous le souhaitez, ajoutez une barre de couleur en sélectionnant l’icône de la barre de couleur. Définissez l’échelle en sélectionnant modifier puis colorier la carte.

Enfin, appuyez sur la vidéo d’activation pour rendre une animation de la séquence d’activation qui peut être enregistrée sous forme de fichier GIF animé. Ceci montre la morphologie potentielle d’action des oreillettes murines par rapport au ventricule de cobaye enregistré utilisant des dyes sensibles de tension comme précédemment rapporté. Malgré la forme distincte du potentiel d’action et l’utilisation de deux caméras de cartographie optique distinctes avec des taux d’images et des tailles de pixels différents, ElectroMap peut être utilisé pour analyser avec succès les deux ensembles de données en sélectionnant les paramètres appropriés.

L’application de la moyenne d’ensemble au lieu d’autres méthodes peut améliorer SNR des atria gauches murines isolées. Un changement de fréquence de stimulation de trois hertz à 10 hertz n’a pas changé APD quand aucune moyenne d’ensemble n’est entreprise, pourtant une diminution prévue de l’APD à 10 rythme hertz a été observée une fois mesurée à partir des données moyennes de l’ensemble. De plus, les atrias gauches de souris ont été rythmées à une longueur de cycle de 120 millisecondes et la longueur du cycle a été progressivement raccourcie de 10 millisecondes jusqu’à ce qu’elle atteigne 50 millisecondes.

ElectroMap identifie automatiquement la longueur du cycle de stimulation et les pics moyens des tissus de groupe en conséquence. APD et intervalle diastolique raccourci. L’amplitude des pics mesurés optiquement a diminué tandis que le temps de pointe a augmenté.

Ce protocole montre comment vous pouvez installer et configurer les paramètres d’ElectroMap afin d’analyser rapidement la durée potentielle d’action, la vitesse de conduction, la variabilité de pointe à crête, et aussi comment vous pouvez ensemble moyenne afin d’améliorer le rapport signal/bruit. Nous espérons que la sortie de ce logiciel librement disponible aidera les chercheurs à répondre à leurs besoins d’analyse et mènera à quelques découvertes majeures dans la recherche cardiaque. Nous continuerons à construire tous les algorithmes que nous avons développés et nous encourageons les autres à nous aider à étendre davantage les capacités ElectroMap.