ElectroMap을 사용한 광학 매핑 데이터의 높은 처리량 분석

심장 연구에서 다중 어레이 및 광학 매핑 기술의 사용이 확대되고 있습니다. 그러나 현재 부족한 것은 전기 생리학 데이터 분석을 위한 견고하고 높은 처리량 오픈소스 소프트웨어입니다. 이것이 우리가 그들의 분석을 가진 연구원을 돕기 위하여 ElectroMap에게 불린 새로운 소프트웨어를 개발한 이유입니다.

ElectroMap은 여러 개의 서로 다른 카메라, 여러 가지 형광 염료 및 광학 매핑 및 다중 전극 어레이 시스템을 포함한 다양한 수집 양식으로 모든 종에서 획득할 수 있는 심장 매핑 데이터를 분석하는 새롭고 확립된 방법을 통합합니다. ElectroMap은 작업 전위 기간, 전도성 분석 및 형태학과 같은 표준 AP 매개 변수를 측정하는 것 외에도 분석을 가능하게 하고 활동을 정량화할 수 있습니다. GitHub 리포지토리에서 ElectroMap의 최신 소스 코드 릴리스에서 모든 파일을 다운로드하여 시작합니다.

다운로드한 콘텐츠의 압축을 원하는 위치로 압축 해제합니다. MATLAB을 열고 ElectroMap 소스 코드를 호스팅하는 폴더 위치로 이동합니다. 그런 다음 파일 전기맵을 엽니다.

m 및 눌러 편집기에서 실행하여 ElectroMap 사용자 인터페이스를 시작합니다. 다음으로, 이미지를 로드하려면 선택 폴더를 누릅니다. 인터페이스 내에서 로드할 파일을 선택하고 로드 이미지를 누릅니다.

로드되면 첫 번째 프레임이 나타나고 빨간색 윤곽선이 이미지의 자동 임계값을 나타냅니다. 원하는 경우 임계값 드롭다운 메뉴의 이미지 옵션을 변경하여 신호 시간 과정 진폭에 따라 임계값으로 수정합니다. 임계값을 선택하면 전체 이미지 스택에 적용됩니다.

원하는 경우 슬라이더를 활성화하여 이미지 임계값을 수동으로 조정하는 임계값 옵션을 수동으로 수동으로 수동으로 변경합니다. 또한 임계값 옵션 아래에 있는 적절한 체크란을 선택하여 분석을 위해 관심 있는 사용자 지정 리전을 선택합니다. 상위 메뉴에서 ROI 선택에서 영역 수와 같은 관심 지역 선택에 대한 고급 옵션을 사용할 수 있습니다.

적절한 임계값이 적용되면 프로세스 이미지를 눌러 처리를 적용합니다. 이 시점에서 프레임 속도 및 킬로헤르츠 및 픽셀 크기에 대해 미세계 및 창 기간, 공간 및 측두식 필터링과 같은 신호 처리 옵션에 대해 올바른 카메라 설정을 입력되었는지 확인합니다. 파일이 처리된 후 빨간색 원으로 표시된 조직 평균 신호의 피크를 검사합니다.

감지된 피크를 기반으로 신호를 분할합니다. 세그먼트 신호를 누릅니다. 원하는 경우 관심 있는 시간을 확대하고 세그먼트 신호를 선택하여 신호의 사용자 지정 세분화를 적용합니다.

이미지가 처리되면 생성 맵 버튼이 활성화됩니다. 맵을 눌러 작업 잠재적 기간, 활성화 시간, 전도 속도 및 신호 대 노이즈 비율 분석을 적용합니다. 목록 상자에서 원하는 세그먼트를 선택하여 각 세그먼트에 분석을 적용합니다.

다음으로 픽셀 정보를 선택하여 이미지 내의 모든 픽셀에서 신호의 자세한 표시를 확인하고 픽셀을 비교하여 최대 6개 위치에서 신호를 동시에 플롯합니다. 전도 속도에 대한 보다 자세한 분석에 액세스하려면 전도를 누릅니다. 그런 다음 단일 벡터를 눌러 그라데이션 벡터가 두 점 사이의 지연 불활성화 시간으로부터 계산되는 단일 벡터 방법을 사용하여 전도를 분석합니다.

마지막으로 로컬 벡터를 눌러 주 인터페이스의 것과 일치하는 설정과 다중 벡터 메서드를 적용합니다. 활성화 곡선을 눌러 시간의 함수로 활성화된 조직의 백분율을 플롯합니다. ElectroMap을 사용하여 다른 매개 변수를 정량화하려면 디스플레이 맵 위의 드롭다운 메뉴에서 원하는 다른 분석 중 하나를 선택합니다.

단일 파일 분석을 눌러 파일에서 확인된 각 세그먼트의 처리량 지속 시간 및 전도 분석을 위한 전용 모듈을 엽니다. 전체 이미지 또는 선택한 지역 또는 관심 지점에서 분석을 수행합니다. ElectroMap에서 데이터를 내보내려면 내보내기 값을 눌러 현재 표시된 맵의 값을 기본 사용자 인터페이스에 저장합니다.

그런 다음 내보내기 맵을 눌러 현재 표시된 맵이 포함된 팝업을 표시한 다음 다양한 이미지 형식으로 저장할 수 있습니다. 원하는 경우 색상 막대 아이콘을 선택하여 색상 막대를 추가합니다. 편집을 선택한 다음 색상 맵을 선택하여 축척을 설정합니다.

마지막으로 활성화 비디오를 눌러 활성화 시퀀스의 애니메이션을 렌더링하여 애니메이션 된 GIF 파일로 저장할 수 있습니다. 이것은 이전에 보고된 바와 같이 전압 에민감한 염료를 사용하여 기록된 기니피그 심실과 비교될 때 뮤린 아리아의 작용 잠재적 형태를 나타낸다. 작업 잠재력의 뚜렷한 모양과 프레임 속도와 픽셀 크기가 다른 두 개의 별도의 광학 매핑 카메라를 사용했음에도 불구하고 ElectroMap은 적절한 매개 변수를 선택하여 두 데이터 세트를 성공적으로 분석하는 데 사용할 수 있습니다.

다른 방법 대신에 평균 앙상블의 응용 프로그램은 고립 된 뮤린에서 SNR을 향상시킬 수 있습니다. 3 헤르츠에서 10 헤르츠로 의 속도 주파수의 변화는 앙상블 평균이 수행되지 않을 때 APD를 변경하지 않았다, 아직 에 APD의 예상 감소가 관찰되었다 10 hertz 속도 앙상블 평균 데이터에서 측정 할 때 관찰되었다. 또한, 쥐 왼쪽 은 120 밀리초 사이클 길이로 진행되었고 사이클 길이는 50 밀리초에 도달 할 때까지 10 밀리초로 점진적으로 단축되었습니다.

ElectroMap은 이에 따라 속도 주기 길이및 그룹 조직 평균 피크를 자동으로 식별합니다. APD 및 확장기 간격이 단축되었습니다. 광학적으로 측정된 피크의 진폭은 감소하는 반면 피크까지는 시간이 증가했습니다.

이 프로토콜은 작업 전위 기간, 전도 속도, 피크 대 피크 가변성을 신속하게 분석하기 위해 ElectroMap에 설정을 설치하고 설정하는 방법을 보여 주며, 신호 대 노이즈 비율을 개선하기 위해 평균을 어떻게 앙상블할 수 있는지도 보여줍니다. 우리는이 자유롭게 사용할 수있는 소프트웨어의 출시가 분석 요구를 가진 연구자에게 도움이되고 심장 연구에서 몇 가지 주요 발견으로 이어질 수 있기를 바랍니다. 우리는 우리가 개발 한 모든 알고리즘을 계속 구축 할 것이며, 우리는 우리가 더 ElectroMap 기능을 확장 할 수 있도록 다른 사람을 격려한다.