11 בנובמבר 2020
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לשימוש מבוסס טרנספורמציה מעוקל, קוד פתוח MATLAB תוכנה כלי לכימות ארגון קולגן fibrillar במטריצה חוץ תאית של רקמות נורמליות ומחלות כאחד. ניתן להחיל כלי זה על תמונות עם סיבי קולגן או סוגים אחרים של מבנים דמויי קו.
כלי זה מסייע לכמת שינויים בארגון הקולגן הסיבי במטריצה החוץ-תאית הקשורה למחלות רבות על בסיס אזור עניין עולמי ועל בסיס סיבים בודדים. כלי זה משתמש בטרנספורמציה של עקומה, שיטת ייצוג תמונה כיוונית מרובת קנה מידה אופטימלית להסרת רעשי תמונה ולשיפור קצוות הסיבים. מודולים מקיפים וידידותיים למשתמש מאפשרים כימות יעיל.
למיצוי סיבים בודדים, עקוב אחר הפרוטוקול כדי לפתוח את ה-CT-FIRE ולחץ על קבצים פתוחים כדי לבחור תמונה אחת או יותר שמעניינת. בחלונית הפרמטרים, לחצו על 'עדכן' והתאימו את סף הרקע ואת רדיוס החיפוש של הגרעין לאחר שכל הפרמטרים הוגדרו, לחץ על הפעל.
לאחר סיום הניתוח, לחץ על אלמנט כלשהו בטבלת הפלט כדי לדמיין את התוצאות ובדוק את תיקיית המשנה ctFIREout עבור קבצי הפלט. לניתוח אזור עניין, לחצו על Open Files כדי לטעון תמונה אחת או יותר ובחרו בתמונה שתוסיף לה ביאורים. בחלונית אפשרויות ההפעלה, בחר מנהל אזור עניין בתפריט הנפתח ולחץ על הפעל כדי להפעיל את מודול מנהל אזור העניין.
לאחר מכן, לחץ על התפריט הנפתח ציור אזור עניין D וצייר את אזורי העניין. אם בוצע ניתוח CT-FIRE בתמונה מלאה והתוצאות נשמרות בספריית ברירת המחדל, לחץ על אזור עניין אחד או יותר ברשימת אזור העניין ולחץ על מנתח אזור העניין של CT-FIRE כדי להפעיל את מודול ניתוח אזור העניין שפורסם. אם לא בוצע ניתוח CT-FIRE בתמונה מלאה, לחץ על אחד או יותר מאזורי העניין ברשימת אזור העניין ולחץ על החל CT-FIRE על החזר ROI כדי להחיל ישירות את ניתוח CT-FIRE על אזורי העניין שנבחרו.
לעיבוד מתקדם לאחר העיבוד, סמן את תיבת הסימון adv ולחץ על עיבוד לאחר כדי להפעיל את הממשק הגרפי המתקדם לאחר העיבוד. במודול הניתוח, לחץ על בחר קובץ והצג סיבים באופן חזותי כדי לאפשר להזין את מספר הסיבים על סמך התוויות בכרטיסיית הסיבים המקורית.
לחץ על אשר עדכון כדי לעבור לפעולת הסף וסמן את תיבת הסף כדי להפוך את הגדרות הסף לזמינות. בחר אחת מארבע אפשרויות הסף מהתפריט הנפתח והזן את ערכי הסף הרצויים בלוח הספים עבור מאפיין סיב אחד או יותר. לאחר מכן לחץ על סף עכשיו כדי להחיל את תנאי הסף לעיל ובדוק את נתון ההנחיה עם השם המסתיים בהדמיית מדדים כדי לראות את הסיבים שנבחרו על התמונות המקוריות עם מפות הצבע המותאמות אישית.
לאחר הגדרת הסף, לחץ על שמור סיבים כדי לשמור את מידע הסיבים שנבחר ולחץ על צור סטטיסטיקות ולחץ על אישור כדי ליצור את סטטיסטיקת הסיכום. כדי לשלב תוצאות מתמונות מרובות, בדוק את מצב האצווה ובחר מספר תמונות לניתוח לפני יצירת סטטיסטיקת הסיכום כפי שמודגם. כדי לחלץ תכונות סיבים מבוססות CT, עקוב אחר הפרוטוקול כדי לפתוח את תוכנת CurveAlign ולחץ על קבל תמונות בממשק המשתמש הגרפי הראשי ובחר תמונה אחת או יותר או ערימות תמונות מחלון ההנחיה.
הזן את חלק ה-coeffs כדי לשמור על ערך, את החלק של מקדמי ה-CT הגדולים ביותר שישמשו בניתוח הסיבים, ולחץ על הפעלה. חזור על הפעולה כדי להגדיר סף רצוי. לאחר השלמת התהליך, כמה סטטיסטיקות סיכום עבור כל תמונה יוצגו בטבלת פלט וכל קבצי הפלט יישמרו אוטומטית בתיקיית משנה בשם CA_out בספריית התמונות המקוריות.
כדי לחלץ תכונות סיבים מבוססות CT-FIRE, לחץ על התפריט הנפתח שיטת ניתוח סיבים ובחר סיבי CT-FIRE כדי להשתמש בנקודת מרכז הסיבים ובזווית הסיבים כדי לייצג את הסיב. לניתוח יישור יחסי של גבול הגידול, בחר את תנאי גבול ה-TIFF. פתח את תוכנת CurveAlign ולחץ על קבל תמונות בממשק המשתמש הגרפי הראשי ובחר תמונה אחת או יותר או ערימת תמונות אחת או יותר מחלון ההנחיה.
בלוח הפרמטרים העיקריים, הזן את המרחק מהגבול הקרוב ביותר כדי להעריך רק את הסיבים בטווח מרחק זה. בחלונית אפשרויות הפלט, סמן את תיבת שיוך הגבול כדי לאפשר תצוגה חזותית של הנקודה על הגבול המשויכת לסיב, מקטע סיבים או עקומה, ולחץ על הפעל ולאחר מכן לחץ על טבלת הפלט כדי להציג את התוצאות באופן חזותי. אם בוצע ניתוח תמונה מלאה של CurveAlign והתוצאות נשמרות בספריית ברירת המחדל, לחץ על אזור עניין אחד או יותר ברשימת אזור העניין ולחץ על מנתח אזור העניין של CurveAlign כדי להפעיל ניתוח אזור עניין של פוסט.
אם לא בוצע ניתוח CurveAlign של תמונה מלאה, לחץ על אזור עניין אחד או יותר ברשימת אזור העניין ולחץ על החל את CurveAlign על אזור העניין כדי להחיל ישירות את ניתוח CurveAlign על אזורי העניין שנבחרו. בתמונה זו ניתן לצפות בתמונת שכבת-על של ליבת מיקרו-מערך רקמות. בהגדלה ניתן להבחין בסיבים המקבילים והניצבים לגבול הגידול באזור העניין.
תמונת שכבת הפלט של CurveAlign מציגה את גבולות הגידול ואת מיקומי הסיבים והכיוונים המייצגים. ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לכמת לא רק סיבי קולגן, אלא גם מבנים דמויי קו אחרים כגון אלסטין ויכולה להקל על אבחון מוקדם וניתוח פרוגנוסטי של סרטן.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
מאמר זה מציג פרוטוקול לכימות ארגון קולגן סיבי במטריצה החוץ-תאית באמצעות כלי MATLAB המבוסס על התמרת curvelet. הכלי ישים לרקמות תקינות וגם לרקמות פגומות, ובכך משפר את ניתוח סיבי הקולגן.
כימות ארגון הקולגן הסיבי מספק תובנות קריטיות לגבי עיצוב מחדש של המטריצה החוץ-תאית, המהווה סימן היכר של התקדמות סרטן ומחלות פיברוטיות אחרות. פלטפורמה המבוססת על התמרת קורבלט (curvelet transform) מאפשרת ניתוח בר-שחזור ובעל תוכן גבוה של מורפולוגיית סיבים והלימה, ובכך תומכת בתיקוף מטרות ובצמצום סיכונים מכניסטיים במחקרים פרה-קליניים באונקולוגיה ובפיברוזיס. על ידי אספקת מאפייני סיבים כמותיים וספציפיים למיקום, הכלי מגביר את הביטחון החזוי במערכות הרלוונטיות למחלה ומסייע בקבלת החלטות לגבי המשך התהליך (go/no-go) בשלבים מוקדמים של תהליכי גילוי.
הפלטפורמה משתלבת בתהליכי עבודה של גילוי, החל מבדיקת השערות ראשונית לגבי מטרות ועד לאישור פרה-קליני, ומספקת יכולת ניתנת לשימוש חוזר לאפיון פנוטיפי של ה-ECM על פני אינדיקציות של אונקולוגיה ופיברוזיס.