11 listopada 2020
Tutaj prezentujemy protokół korzystania z opartego na transformacji krzywej, otwartego narzędzia programowego MATLAB do ilościowego określania organizacji kolagenu fibrylarnego w macierzy zewnątrzkomórkowej zarówno normalnych, jak i chorych tkanek. To narzędzie można zastosować do obrazów z włóknami kolagenowymi lub innymi rodzajami struktur przypominających linie.
Narzędzie to pomaga określić ilościowo zmiany w organizacji kolagenu fibrylarnego w macierzy zewnątrzkomórkowej związane z wieloma chorobami w globalnym regionie zainteresowania i na podstawie poszczególnych włókien. To narzędzie wykorzystuje transformację krzywej, optymalną wieloskalową kierunkową metodę reprezentacji obrazu w celu usunięcia szumów obrazu i uwydatnienia krawędzi włókien. Kompleksowe i przyjazne dla użytkownika moduły umożliwiają efektywną ocenę ilościową.
W przypadku indywidualnej ekstrakcji światłowodu postępuj zgodnie z protokołem, aby otworzyć CT-FIRE i kliknij otwórz pliki, aby wybrać jeden lub więcej interesujących obrazów. W panelu parametrów kliknij przycisk Aktualizuj i dostosuj próg tła oraz promień wyszukiwania zarodkowania. Po ustawieniu wszystkich parametrów kliknij przycisk Uruchom.
Po zakończeniu analizy kliknij dowolny element w tabeli wyjściowej, aby wyświetlić wyniki i sprawdź podfolder ctFIREout pod kątem plików wyjściowych. Aby przeanalizować obszar zainteresowania, kliknij przycisk Otwórz pliki, aby załadować jeden lub więcej obrazów, a następnie wybierz obraz, do którego chcesz dodać adnotację. W panelu opcji uruchamiania wybierz z menu rozwijanego menedżera regionów zainteresowań i kliknij przycisk uruchom, aby uruchomić moduł menedżera regionów zainteresowań.
Następnie kliknij menu rozwijane rysuj obszar zainteresowania D i narysuj obszary zainteresowania. Jeśli przeprowadzono pełną analizę CT-FIRE obrazu, a wyniki są zapisywane w katalogu domyślnym, kliknij jeden lub więcej regionów zainteresowania na liście regionów zainteresowania i kliknij CT-FIRE analizator regionów zainteresowania, aby uruchomić moduł analizy regionu zainteresowania po zakończeniu testu. Jeśli analiza CT-FIRE z pełnym obrazem nie została przeprowadzona, kliknij jeden lub więcej obszarów zainteresowania na liście regionów zainteresowania i kliknij zastosuj CT-FIRE na ROI, aby bezpośrednio zastosować analizę CT-FIRE do wybranych obszarów zainteresowania.
Aby uzyskać zaawansowane przetwarzanie końcowe, zaznacz pole wyboru out. adv i kliknij Post-processing, aby uruchomić zaawansowany interfejs graficzny post-processingu. W module analizy kliknij wybierz plik i wizualizuj włókna, aby umożliwić wprowadzenie numeru włókna na podstawie etykiet w zakładce oryginalne włókna.
Kliknij przycisk Potwierdź aktualizację, aby przejść do operacji progowania i zaznacz pole wyboru progu, aby włączyć ustawienia progu. Wybierz jedną z czterech opcji progowania z menu rozwijanego i wprowadź żądane progi w panelu progów dla jednej lub więcej właściwości włókna. Następnie kliknij teraz próg, aby zastosować powyższe warunki progowe i sprawdź monit z nazwą kończącą się wizualizacją metryk, aby zobaczyć wybrane włókna nałożone na oryginalne obrazy z dostosowanymi mapami kolorów.
Po ustawieniu progu kliknij Zapisz światłowody, aby zapisać wybrane informacje o włóknie, a następnie kliknij generuj statystyki i kliknij OK, aby wygenerować statystyki podsumowujące. Aby połączyć wyniki z wielu obrazów, sprawdź tryb wsadowy i wybierz wiele obrazów do analizy przed wygenerowaniem statystyk podsumowujących, jak pokazano. Aby wyodrębnić cechy światłowodu oparte na tomografii komputerowej, postępuj zgodnie z protokołem, aby otworzyć oprogramowanie CurveAlign i kliknij pobierz obrazy w głównym graficznym interfejsie użytkownika, a następnie wybierz jeden lub więcej obrazów lub stosów obrazów z okna monitu.
Wprowadź ułamek współczynników, aby zachować wartość, ułamek największych współczynników CT, które zostaną użyte w analizie włókien, a następnie kliknij przycisk Uruchom. Powtórz tę czynność, aby ustawić żądany próg. Po zakończeniu procesu niektóre statystyki podsumowujące dla każdego obrazu zostaną wyświetlone w tabeli wyjściowej, a wszystkie pliki wyjściowe zostaną automatycznie zapisane w podfolderze o nazwie CA_out w katalogu oryginalnych obrazów.
Aby wyodrębnić cechy światłowodu oparte na CT-FIRE, kliknij menu rozwijane metody analizy włókien i wybierz Włókna CT-FIRE, aby użyć punktu środkowego światłowodu i kąta światłowodu do reprezentowania włókna. Aby przeprowadzić analizę względnego wyrównania granicy guza, wybierz warunek brzegowy TIFF. Otwórz oprogramowanie CurveAlign i kliknij pobierz obrazy w głównym graficznym interfejsie użytkownika, a następnie wybierz jeden lub więcej obrazów lub stosów obrazów z okna zachęty.
W panelu parametrów podstawowych wprowadź odległość od najbliższej granicy, aby ocenić tylko włókna w tym zakresie odległości. W panelu opcji wyjściowych zaznacz pole skojarzenia obwiedni, aby umożliwić wizualizację punktu na granicy, który jest skojarzony z włóknem, segmentem włókna lub krzywym, a następnie kliknij uruchom, a następnie kliknij tabelę wyjściową, aby wyświetlić wyniki. Jeśli przeprowadzono analizę CurveAlign całego obrazu, a wyniki są zapisywane w katalogu domyślnym, kliknij jeden lub więcej obszarów zainteresowania na liście obszarów zainteresowania, a następnie kliknij Analizator regionów zainteresowania CurveAlign, aby uruchomić analizę regionu zainteresowania po opublikowaniu.
Jeśli analiza CurveAlign całego obrazu nie została przeprowadzona, kliknij jeden lub więcej obszarów zainteresowania na liście obszarów zainteresowania, a następnie kliknij przycisk Zastosuj CurveAlign do obszaru zainteresowania, aby bezpośrednio zastosować analizę CurveAlign do wybranych obszarów zainteresowania. Na tym obrazie można zaobserwować nałożony obraz rdzenia mikromacierzy tkankowej. W powiększeniu można zaobserwować włókna równoległe i prostopadłe do granicy guza w obszarze zainteresowania.
Obraz nakładki wyjściowej CurveAlign pokazuje granice guza oraz reprezentatywne lokalizacje i orientacje włókien. Metoda ta może być stosowana do ilościowego oznaczania nie tylko włókien kolagenowych, ale także innych struktur przypominających linie, takich jak elastyna, i może potencjalnie ułatwić wczesną diagnozę i analizę prognostyczną.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Niniejszy artykuł przedstawia protokół ilościowej oceny organizacji kolagenu włóknistego w macierzy zewnątrzkomórkowej przy użyciu narzędzia w środowisku MATLAB opartego na przekształceniu curvelet. Narzędzie to można zastosować zarówno do tkanek zdrowych, jak i chorobowych, co usprawnia analizę włókien kolagenowych.
Kwantyfikacja organizacji kolagenu włóknistego dostarcza kluczowych informacji na temat przebudowy macierzy pozakomórkowej, która jest cechą charakterystyczną progresji nowotworów oraz innych chorób włókniejących. Platforma oparta na transformacie curvelet umożliwia powtarzalną, wysokoprzepustową analizę morfologii i orientacji włókien, wspierając walidację celów oraz minimalizację ryzyka mechanistycznego w przedklinicznych badaniach nad onkologią i włóknieniem. Dostarczając ilościowe, specyficzne dla danej lokalizacji cechy włókien, narzędzie to zwiększa pewność prognostyczną w systemach istotnych dla przebiegu choroby i wspiera podejmowanie decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) we wczesnych etapach procesów odkrywania leków.
Platforma integruje się z procesami badawczymi, od wczesnego testowania hipotez dotyczących celu terapeutycznego po walidację przedkliniczną, oferując możliwość wielokrotnego wykorzystania w fenotypowaniu ECM w obszarze onkologii i włóknienia.