High-throughput Immagine Analisi di sferoidi tumorali: Un software applicativo di facile utilizzo per misurare le dimensioni del Spheroids automaticamente e con precisione

L'obiettivo generale del seguente esperimento è utilizzare un software di analisi dell'immagine ad alto rendimento per misurare le dimensioni di tumori tridimensionali S acquisiti mediante microscopia a campo chiaro. Questo risultato si ottiene innanzitutto organizzando tutte le immagini con il tumore tridimensionale nello specifico struttura di directory e nei nomi di file corretti per il programma steroid sizer. Come secondo passaggio, lo strumento steroid sizer calcola automaticamente il contorno del tumore in base all'algoritmo del contorno attivo e misura le dimensioni del tumore.

Successivamente, viene effettuata una verifica accurata del controllo qualità per garantire risultati ottimali per ogni immagine. Dopo aver analizzato il risultato nei dati, è possibile chiarire la crescita del corticosteroide 3D sotto trattamento sperimentale. Il vantaggio principale di questo programma informatico è che integra un potente algoritmo di analisi delle immagini automatizzato e un flusso di lavoro di controllo qualità per supportare l'analisi ad alto rendimento delle immagini.

Il software tollera un fondo dell'immagine irregolare o rumoroso. Riduce notevolmente lo sforzo lavorativo e accelera il processo di analisi. L'implementazione del software è vantaggiosa affinché gli steroidi tumorali 3D diventino un modello in vitro di routine per schermate farmacologiche sia nell'industria che nell'ambiente accademico.

Sphe sizer richiede MATLAB con i toolboxes di elaborazione dei segnali e di elaborazione delle immagini. Un toolbox facoltativo da utilizzare è quello per l'elaborazione parallela. Scaricare OID sizer dal server Rutgers ed estrarlo in una directory di installazione, che sarà necessaria nei passaggi successivi. Preparare ora le immagini.

Per prima cosa, determinare la risoluzione dell'immagine del sistema di acquisizione e la scala assoluta dell'immagine in micron per pixel. In definitiva, la scala di ogni immagine nell'esperimento deve essere la stessa. Assicurarsi di convertire tutti i formati di file immagine proprietari in un formato accettato, come TIFF o jpeg.

Ora, salvare i file utilizzando nomi di file specifici e una struttura di directory richiesta dal software: i nomi dei file devono essere assegnati in base a piastra, riga e colonna; le directory dei file devono essere organizzate in modo che ogni esperimento abbia una propria directory, con una singola sottodirectory per ciascun punto temporale dell'esperimento. Ogni immagine proveniente da ogni piastra in un determinato punto temporale deve condividere una sottodirectory. Iniziare aprendo MATLAB e, nella finestra dei comandi, posizionarsi nella directory di installazione di sphe sizer.

Quindi inserire Sphe sizer one zero e premere Invio per avviare questo programma OID sizer. Ora fare clic sul pulsante Sfoglia nella nuova finestra e selezionare la directory preparata con tutte le immagini dell'esperimento. Successivamente, nel campo di testo della cartella, selezionare l'interruttore includi sottocartelle per il controllo di qualità.

Selezionare l'opzione di visualizzazione on the fly. Il passaggio successivo consiste nel specificare la risoluzione delle immagini, operazione necessaria affinché il programma possa convertire correttamente i pixel in millimetri. A questo punto, l'utente può accedere al menu avanzato per modificare ulteriori impostazioni all'interno di questo riquadro colore speciale.

Lasciare impostato su nessuno per immagini a 8 bit o 16 bit. Se le immagini sono acquisite a 12 bit, scegliere 12 bit.

Dopo aver configurato correttamente tutte le impostazioni, avviare il calcolo facendo clic su "compute", poiché il calcolo viene eseguito per l'intero set di immagini. I risultati della segmentazione individuale vengono visualizzati in tempo reale sul software; al termine del calcolo, la tabella dei risultati mostra la cartella, il file, il volume, la lunghezza, la larghezza e un interruttore di validità per tutte le sfere analizzate. L'interruttore di validità serve per il controllo di qualità.

Quando l'utente fa clic su una qualsiasi cella della tabella dei risultati, l'immagine originale e quella del controllo qualità verranno visualizzate a destra per la revisione; esaminare tutte le immagini in sequenza utilizzando la freccia giù sulla tastiera. Quando si incontra un confine sospetto dello sferoide, affinarlo facendo clic su inizializzazione manuale sull'immagine originale. Trascinare lo strumento ellisse per coprire lo sferoide in modo più accurato.

La tabella dei risultati aggiornerà automaticamente le misurazioni. Se l'inizializzazione manuale non riesce a individuare il limite ottimale del corticosteroide desiderato, utilizzare il pulsante di disegno manuale per visualizzare l'immagine originale e tracciare il contorno del corticosteroide. Se l'immagine non contiene un corticosteroide valido, deselezionare semplicemente l'interruttore di validità per tale immagine.

Al termine del controllo di qualità, fare clic sulla casella dei risultati del formato per salvare i risultati. I nomi dei file esportati possono essere configurati nella finestra delle opzioni avanzate. Il file di output elencato è una tabella delimitata da tabulazioni che può contenere tutte le misurazioni.

Il file di output in formato tabella organizza i valori di volume nel formato originale della piastra, consentendo un'analisi visiva e successiva dei dati semplice ed immediata. Lo Sphe sizer può rilevare con robustezza il contorno delle sfere nelle immagini, anche in diverse condizioni sfavorevoli. Talvolta si verifica un rilevamento improprio di questo OID; in tali casi lo strumento di inizializzazione manuale consente all'utente di definire correttamente manualmente posizione e dimensioni di questo steroid.

In casi estremi, lo steroido potrebbe non essere segmentato correttamente dallo sfondo rumoroso e disturbante in modo automatico o con lo strumento inizializzato manualmente. In tali casi, il programma consente all'utente di disegnare manualmente il contorno dello steroido al fine di ottenere misurazioni longitudinali e volumetriche accurate. L'efficienza del software viene validata analizzando lo stesso insieme di 288 immagini mediante analisi manuale rispetto all'uso di computer con un singolo core e con più core.

L'analisi delle immagini è oltre 18 volte più veloce per immagine utilizzando Steroid Sizer rispetto alle misurazioni manuali, dimostrando la ripetibilità del software. Un insieme di 24 steroidi è stato analizzato tre volte con ciascun metodo. Steroid Sizer, mostrato in verde, ha presentato una deviazione standard inferiore nelle misurazioni rispetto all'analisi manuale.

In un esperimento reso possibile grazie all'aiuto dello steroid sizer, la crescita tumorale considerata come steroid è stata testata con trattamenti mediante inibitore della HSP 90 e cladribina. I risultati hanno mostrato che un trattamento combinato potrebbe avere un effetto antitumorale in vivo. Questo studio presenta un programma rapido, flessibile ed efficace per la determinazione accurata della dimensione degli steroidi tumorali tridimensionali.

Il programma per la misurazione delle dimensioni degli steri è facile da usare e richiede un minimo di intervento da parte dell'utente. Durante l'esecuzione di questa procedura, è importante ricordare che gli steroidi devono essere visualizzati al centro del campo, senza toccare il bordo della parete. Tutte le immagini devono essere acquisite con lo stesso obiettivo e tutti i file devono essere correttamente rinominati e organizzati come indicato nel protocollo.