11 ноября 2020 г.
Здесь мы представляем протокол об использовании программного средства MATLAB на основе кривильной платформы с открытым исходным кодом для количественной оценки организации фибриллярского коллагена во внеклеточной матрице как нормальных, так и больных тканей. Этот инструмент может быть применен к изображениям с коллагеновыми волокнами или другими типами линейных структур.
Этот инструмент помогает количественно оценить изменения в организации фибриллярного коллагена во внеклеточном матриксе, связанные со многими заболеваниями в глобальной области интереса и на основе отдельных волокон. Этот инструмент использует преобразование кривой, оптимальный многомасштабный метод направленного представления изображения для удаления шумов изображения и улучшения краев волокон. Комплексные и удобные в использовании модули обеспечивают эффективную количественную оценку.
Для извлечения отдельных волокон следуйте протоколу, чтобы открыть CT-FIRE и нажать кнопку «Открыть файлы», чтобы выбрать одно или несколько интересующих изображений. На панели параметров нажмите кнопку «Обновить» и настройте порог фона и радиус поиска зародышеобразования. Когда все параметры будут заданы, нажмите кнопку «Выполнить».
После завершения анализа щелкните любой элемент в выходной таблице, чтобы визуализировать результаты, и проверьте вложенную папку ctFIREout на наличие выходных файлов. Чтобы проанализировать интересующую область, нажмите кнопку «Открыть файлы», чтобы загрузить одно или несколько изображений, и выберите изображение, которое нужно аннотировать. На панели параметров запуска выберите в выпадающем меню менеджер регионов интересов и нажмите кнопку Запустить, чтобы запустить модуль менеджера областей интересов.
Затем нажмите на выпадающее меню D области интереса и нарисуйте области интереса. Если был проведен полный анализ изображения CT-FIRE и результаты сохранены в каталоге по умолчанию, щелкните одну или несколько областей интереса в списке областей интереса и нажмите CT-FIRE анализатор области интереса, чтобы запустить модуль анализа области интереса после использования. Если анализ полного изображения CT-FIRE не проводился, щелкните одну или несколько областей интереса в списке областей интереса и нажмите Применить CT-FIRE к ROI, чтобы напрямую применить анализ CT-FIRE к выбранным областям интереса.
Для расширенной постобработки установите флажок out. adv и нажмите кнопку постобработки, чтобы запустить расширенный графический интерфейс постобработки. В модуле анализа нажмите кнопку «Выбрать файл» и визуализируйте волокна, чтобы можно было ввести номер волокна на основе меток на вкладке исходных волокон.
Нажмите кнопку Подтвердить обновление, чтобы перейти к операции порогового значения, и установите флажок Пороговое значение, чтобы включить параметры пороговых значений. Выберите один из четырех вариантов пороговых значений в раскрывающемся меню и введите желаемые пороговые значения на панели пороговых значений для одного или нескольких свойств волокна. Затем нажмите «порог» сейчас, чтобы применить вышеуказанные условия порогового значения, и проверьте фигуру подсказки с именем, заканчивающимся визуализацией метрик, чтобы увидеть выбранные волокна, наложенные на исходные изображения с настроенными цветовыми картами.
Когда пороговое значение установлено, нажмите кнопку Сохранить файберы, чтобы сохранить информацию о выбранных файберах, а затем нажмите Создать статистику и нажмите OK, чтобы создать сводную статистику. Чтобы объединить результаты нескольких изображений, проверьте пакетный режим и выберите несколько изображений для анализа, прежде чем создавать сводную статистику, как показано на рисунке. Чтобы извлечь особенности оптоволокна на основе компьютерной томографии, следуйте протоколу, чтобы открыть программное обеспечение CurveAlign, нажать кнопку «Получить изображения» в главном графическом пользовательском интерфейсе и выбрать одно или несколько изображений или стеков изображений в окне подсказки.
Введите долю коэффов для сохранения значения, долю наибольших коэффициентов CT, которые будут использоваться в анализе волокон, и нажмите кнопку Выполнить. Повторите, чтобы установить желаемый порог. Когда процесс будет завершен, некоторая сводная статистика по каждому изображению будет отображена в выходной таблице, и все выходные файлы будут автоматически сохранены в подпапке с именем CA_out в каталоге исходных изображений.
Чтобы извлечь особенности волокна на основе CT-FIRE, щелкните раскрывающееся меню метода анализа волокна и выберите CT-FIRE fibers, чтобы использовать центральную точку волокна и угол волокна для представления волокна. Для анализа относительного выравнивания границы опухоли выберите граничное условие TIFF. Откройте программу CurveAlign и нажмите кнопку «Получить изображения» в главном графическом пользовательском интерфейсе и выберите одно или несколько изображений или стеков изображений в окне подсказки.
На панели основных параметров введите расстояние от ближайшей границы, чтобы оценить только волокна в пределах этого диапазона расстояний. На панели параметров вывода установите флажок Ассоциация границ, чтобы разрешить визуализацию точки на границе, связанной с волокном, сегментом волокна или кривой, и нажмите кнопку Выполнить, затем щелкните таблицу вывода, чтобы визуализировать результаты. Если был проведен полный анализ изображения CurveAlign и результаты сохранены в каталоге по умолчанию, щелкните одну или несколько областей интереса в списке областей интереса и щелкните анализатор области интереса CurveAlign, чтобы запустить анализ области интереса после использования.
Если анализ CurveAlign на всем изображении не проводился, щелкните одну или несколько областей интереса в списке областей интереса и нажмите Применить CurveAlign к области интереса, чтобы напрямую применить анализ CurveAlign к выбранным областям интереса. На этом изображении можно наблюдать наложенное изображение ядра тканевого микрочипа. При увеличении можно наблюдать волокна, параллельные и перпендикулярные границе опухоли в пределах исследуемой области.
На выходном наложении CurveAlign показаны границы опухоли, а также репрезентативные местоположения и ориентации волокон. Этот метод может быть использован для количественного определения не только коллагеновых волокон, но и других линейных структур, таких как эластин, и потенциально может способствовать ранней диагностике и прогностическому анализу рака.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данной статье представлен протокол количественного анализа организации фибриллярного коллагена в’ внеклеточном матриксе с использованием инструмента MATLAB на базе кривлет-преобразования. Этот инструмент применим как к нормальным, так и к патологически измененным тканям, что расширяет возможности анализа коллагеновых волокон.
Количественная оценка организации фибриллярного коллагена дает критически важную информацию о ремоделировании внеклеточного матрикса, что является характерным признаком прогрессирования рака и других фиброзных заболеваний. Платформа на основе вейвлет-преобразования curvelet обеспечивает воспроизводимый высококонтентный анализ морфологии и ориентации волокон, что способствует валидации мишеней и снижению механистических рисков в доклинических исследованиях онкологии и фиброза. Предоставляя количественные, локализованные характеристики волокон, этот инструмент повышает прогностическую достоверность в системах, имеющих значение для изучения заболеваний, и служит основой для принятия решений о целесообразности дальнейшей разработки на ранних этапах поиска новых лекарственных средств.
Платформа интегрируется в рабочие процессы поиска новых мишеней — от раннего тестирования гипотез до доклинической валидации, предоставляя возможность многократного использования метода фенотипирования ВКМ при онкологических и фиброзных заболеваниях.