Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Genopbygning af 3-dimensionel Histologi Volumen og dens anvendelse til at studere mus mælkekirtler

Published: July 26, 2014 doi: 10.3791/51325

Abstract

Histologi volumen genopbygning letter undersøgelse af 3D form og volumen ændring af et organ på niveau med makrostrukturer fremstillet af celler. Det kan også anvendes til at undersøge og validere nye teknikker og algoritmer i volumetrisk medicinsk billeddannelse og terapier. Skabe 3D atlas fra forskellige organer 1,2,3 høj opløsning er en anden anvendelse af histologi volumen genopbygning. Dette giver en ressource for at undersøge vævsstrukturer og det rumlige forhold mellem de forskellige cellulære funktioner. Vi præsenterer et billede registrering tilgang til histologi volumen genopbygning, der bruger et sæt af optiske blockface billeder. Den rekonstruerede histologi mængde udgør en pålidelig form af forarbejdede prøven uden opformeret efterbehandling registrering fejl. De Hematoxylin og eosin (H & E) farvet sektioner af to mus mælkekirtler blev registreret til deres tilsvarende blockface billeder ved hjælp grænsepunkter udvundet fra edGES af modellen i histologi og blockface billeder. Nøjagtigheden af ​​registreringen blev visuelt vurderet. Tilpasningen af ​​makrostrukturerne ifølge brystkirtler blev også vurderet visuelt ved høj opløsning.

Denne undersøgelse skildrer de forskellige trin i billedet registrering rørledning, der spænder fra excision af mælkekirtlen igennem til 3D histologi volumen genopbygning. Mens 2D histologi billederne afslører de strukturelle forskelle mellem par af afsnittene, 3D histologi volumen giver mulighed for at visualisere forskelle i form og volumen mælkekirtler.

Introduction

IGFBP7 (insulin-lignende vækst faktor bindende protein 7) er et medlem af IGF-bindende protein familie, og har vist sig at binde IGF1 receptor 4. Nedregulering af IGFBP7 er kendt for at være korreleret med dårlig prognose i brystkræft 5, mens genindførelsen af IGFBP7 i xenograft tumormodeller i høj grad hæmmer tumorer vækst på 6 gennem induktion af apoptose og cellulære ældning 7. For at studere virkningerne af IGFPB7 blev en Igfbp7-null mus skabt 5 (upublicerede data). Mens disse mus ikke udvikler tumorer, viser de ændringer i histologi i æggestokkene, muskel og lever samt defekter i mælkekirtler udviklingsmæssige mønstre (upublicerede data). Den defekte fænotype blev først angivet som nul-mus har mindre kuldstørrelse og ikke er i stand til at opretholde flere store kuld (upublicerede data).

3D histologi mængder har potentiale til at give nyttige information for kvantitative og komparative analyser og vurdering af patologiske fund i volumetriske medicinske billeder. Tre-dimensionel konfokal, kan to-foton mikroskopi levere høj opløsning celle morfologiske information af kirtel på lokalt omfang 14, men det har et begrænset synsfelt og dybde. Histologi volumen rekonstruktion giver mere information i løbet af et langt større geografisk udstrækning. Brug traditionelle tilgange nogle forvrængning er forudset under udarbejdelsen af ​​histologiske snit, såsom krympning, ekspansion, tårer, og folder. Disse fordrejninger gør det vanskeligt at registrere serielle histologiske billeder i en 3D-stak for at rekonstruere et 3D-volumen. Da antallet af på hinanden følgende sektioner med defekter øger lighederne mellem intakte sektioner er reduceret, og dermed gør registreringsprocessen mere kompliceret.

Der er blevet foreslået forskellige metoder til at registrere histologiske snit og skabe en kontinuerlig histologi voLume. Nogle teknikker afhænger intensitetsvariationer 8, og andre er baseret på formen af sektionerne 9. For nogle prøver de anatomiske strukturer kan anvendes som vartegn 10,11 sammen med skelsættende-baserede registreringsmetoder 12,13. Men disse interne strukturer måske ikke kunne påvises i hele volumen og for nogle prøver kan identificeres ingen pålidelige anatomiske strukturer. Nogle grupper har brugt en parvise registrering tilgang og registreret fortløbende histologi billederne ene til den anden ved hjælp af konturer eller anatomiske strukturer 16-18. Registrering af serielle histologiske sektion til hinanden uden brug af reference billeder kan udbrede registreringen fejl og ændre den aktuelle form af histologi volumen. Parvis registrering tilgang er baseret på sammenhængen i formen af ​​histologiske sektioner og de interne strukturer i hele stakken af ​​billeder; derfor kræver det tætte prøvetagning af prøven, sommåske ikke altid muligt, fx til kliniske prøver.

I denne rørledning bruger vi blockface billeder som et sæt af reference billeder til histologi volumen genopbygning 19. Blockface billeder er taget af paraffin vævsblokke efter montering på mikrotomen og før hver sektion er skåret. Således ikke skader på individuel seriesnit snit ikke interfererer med registrering af seriesnit 8,11,15. Vi fange blockface billederne på en anden måde fra de andre grupper. Optiske blok ansigtsbilleder er opnået ved en telecentrisk linse til at eliminere eller minimere tønden og perspektiv forvrængning, der normalt opstår, når ved hjælp af regulære linser i optik. Dette er en af ​​fordelene ved den foreslåede fremgangsmåde over de andre offentliggjorte metoder, som udfører blockface billeddannelse ved hjælp af almindelige linser. Billederne er taget på en let skrå vinkel til at bruge refleksion af overfladen af ​​blokken til forøgelse kontrast mellem tissue og paraffin overflade og for at fjerne skyggen af ​​vævet i dybden, under paraffin overflade. Et fotografisk filter bruges også til at polarisere lys, der kommer fra blokken overflade og vævet til at justere kontrasten 19.. For at korrigere for forskydningen af ​​blok på rotationsmikrotom er 2-3 bores huller i hjørnerne af blokken, som er let påviseligt i blockface billeder. Centroiderne af disse huller er brugt sammen med milepæl-baserede stiv registrering at justere blockface billeder.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1.. Specimen

  1. Punktafgifter mælkekirtlerne kirurgisk fra vildtype CDH1 samt Igfbp7-null mus tre dage poste debut af amning.
  2. Spred kirtler på objektglas til at hjælpe genvinde indfødte brystkirtel morfologi.

2.. Fiksering og vævsbehandling

  1. Fix mælkekirtlerne i neutral bufferet 4% PFA O / N ved 4 ° C.
  2. Opbevar kirtler i 70% ethanol før vævsbehandling.
  3. Overfør kirtler til små vævsbehandling kassetter.
  4. Behandle væv ved hjælp af en automatiseret vævsprocessor
    1. Dehydrere væv i stigende ethanol og xylen bade af 70% ethanol i 45 minutter, 2 gange i 95% ethanol i 45 minutter 3 gange i 100% ethanol i 1 time og 2 gange i xylen i 45 minutter.
    2. Gennemtrænge væv med paraffin 3 gange for 1 time hver i et vakuum med anvendt pres.
  5. Indlejre vævet i paraffin til dannelse af blokkeTil sektionering.

3.. Histologi og Blockface Imaging

  1. Trim paraffinblokke anvendelse af en roterende mikrotom, indtil den overskydende paraffin fjernes.
  2. Brug en vertikal fræsemaskine at bore 1 mm huller i mindst to hjørner af paraffin blokken vinkelret på kassetten.
  3. Monter vævsblok på rotationsmikrotom.
  4. Opsæt blockface billedbehandlingssystem 19 foran mikrotomens.
  5. Capture optisk blockface billede før sektionering.
  6. Skær bånd af fire sektioner på 5 m tykkelse på mikrotomen.
    1. Overfør bånd til koldt vandbad.
    2. Adskil det andet og fjerde afsnit af båndet og montere dem på objektglas. Valg af det andet og fjerde afsnit giver en 5 m afstand mellem sektioner.
    3. Udvid hvert afsnit i et varmt vandbad (48 ° C) til unwrinkle det, og derefter re-montere den på mikroskopobjektglasset.
      BEMÆRK: CUtting, montage, unwrinkling sektionerne forårsage nogle forvridninger på sektionen, såsom ælde, fold, krympning og ekspansion. Disse artefakter komplicere registrering af histologiske sektion.
    4. Farv afsnittene med H & E ved hjælp af en automatisk farvningsværktøjet.
    5. Dækglas dias ved hjælp af en automatisk coverslipper.
    6. Digitalisere dias ved hjælp af en digital histologi dias scanner ved opløsning af interesse. Til denne protokol forstørrelsen er 20x og opløsningen er 0,47 mM.
    7. Ned-prøve for de histologiske billeder til løsning af blockface billeder, 18 um.

4.. Billede Registrering

  1. Billede segmentering og punkt Selection
    1. I blockface billeder måler pixelværdier registrerings huller og anvende den gennemsnitlige værdi som en fast tærskel segment registreringsnumrene huller i hjørnerne af paraffin blok.
    2. Da nogle ekstra dele også kan segmenteret efterved hjælp af den faste grænse, skal du bruge cirkularitet og arealet af de segmenterede objekter for at finde hullerne og kassér ekstra objekter. For at gøre dette, skriv en lille kode og finde forholdet mellem (4π x areal) / (omkreds) 2 for de segmenterede objekter. Dette forhold til runde objekter er 1..
    3. For hver brystkirtel, skal du vælge en blockface image som reference og tilpasse resten af ​​blockface billeder til referencen ved hjælp af den midterste af de registreringssystemer, huller og skelsættende-baserede registrerings-teknikker.
    4. For aligned blockface motiver manuelt segment eller udtrække væv fra baggrunden. Brug den mest betydelig objekt i masken for resten af ​​protokollen.
    5. For H & E sektioner følge nedenstående trin for automatisk segmentering.
      1. Brug Otsu tærskelværdiansættelse teknik 20 til segment billeder fra baggrunden og skabe binære masker af histologi billeder.
      2. Identificere og vælge den mest betydelig objekt i hver maske ved hjælp af histogram af de mærkede genstande.
      3. Uddrag den ene pixel brede grænselag point fra både histologi og blockface masker.
      4. Brug Chain kode algoritme 21, til at repræsentere grænsen point ved en sekvens af stykkevis lineær passer.
  2. Initial Rigid Registrering
    1. Brug Fourier Descriptors algoritme 22, for at finde den første stive omdanne mellem grænsen punkter i histologi og deres tilsvarende blockface billeder. Denne indledende omdanne omfatter oversættelse, rotation og skala faktorer.
    2. Omdan hver histologi billede med den indledende transformation opnås fra det foregående trin.
  3. Forfining af Rigid Registration
    1. Fjern de høje krumning kantafslutningeme fra histologi kontur ved hjælp af en rullende kugle filter 23.
    2. Vælg 500 point fra de resterende histologi grænsepunkter tilfældigt ved hjælp af en ensartet fordeling.
    3. Transformer dethistologi tilfældige grænselag punkter med den indledende transformation fås fra Fourier deskriptorer.
    4. Vælg hele sættet af blockface grænsebetingelser point og brug Iterativ Nærmeste Points (ICP) algoritme 24 for at finde den stive transformation mellem blockface grænsen point, destination og histologi tilfældige grænselag point.
    5. Omdan de justerede histologi billeder opnået fra det tidligere trin, og stakken af ​​tilpasset histologi billeder skaber histologi volumen.
    6. Brug en 3D-visualisering software til at skabe et visuelt billede af histologi volumen.
  4. Visning af Stak af billeder på 5x forstørrelse
    1. Ned-prøve de originale histologi billederne til 5x forstørrelse.
    2. Crop regionen af ​​interesse i et af de histologiske billeder.
    3. Beregn placeringen af ​​denne region i andre 5x histologi billeder ved hjælp af en kombination af de stive transformationer fra de to trin i registreringen.
    4. Beskær regions af interesse for samme størrelse region i alle andre histologiske billeder.
    5. Endelig forfine opretningen mellem regionerne manuelt. Skriv et program, der overlejrer to billeder og giver mulighed for at vælge værdierne for rotation og oversættelse af et af billederne mere end den anden, og derefter gemmer det ændrede billede, når justeringen er accepteret.
    6. Se stakke af de justerede 5x histologi regioner ved hjælp af en 3D-visualisering software.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

En fælde af traditionelle mikroskopi teknikker er, at forståelsen af ​​et organ på det mikroskopiske niveau er begrænset til et field-of-view ad gangen. Selv "samlet oplysningskrav" dias, som giver hele glidesektioner, undlader at give tre-dimensionelle oplysninger. Med udviklingen af ​​hele dias, dynamiske scanning teknologi, vores evne til at se et afsnit i sin helhed er steget, men at ekstrapolere strukturer kræver 3D-histologi volumen genopbygning.

For bedre at karakterisere mangel på Igfbp7-nul mus blev 3D-rekonstruktion af mælkekirtlerne udført på kirtler udskåret 3 dage efter påbegyndelse af amning. Figur 1 viser pipeline af den foreslåede tilgang til 3D-histologi genopbygning. De blockface billeder først justeret ved hjælp af hullerne i hjørnerne af paraffin blok. Figurerne 2A-B viser blockface volumen af vildtype-og Igfbp7-nul mammary kirtler henholdsvis. De histologiske billeder bliver derefter registreret til deres tilsvarende linie blockface billeder rekonstruere histologi mængder. Figurerne 3A-B viser de rekonstruerede histologiske mængder af vildtype-og Igfbp7-null mælkekirtler. Ved at se på de overordnede strukturer (videoer A og B) kan vi se forskellen i størrelse mellem mutant og vildtype kirtler. Men ved hjælp af den metode, der er beskrevet heri, bliver det tydeligt, at denne størrelse forskel er i længde og bredde, men interessant ikke dybde. For kirtler anvendt i dette pilotforsøg vildtype-kirtel var 1,06 mm dyb, medens Igfbp7-nul-kirtel var 1,02 mm dyb. Den anden fænotype umiddelbart synlige er forskellen i stromale komponenter af de to kirtler, som markeret ved eosinfarvning (lyserøde områder). Vildtype-kirtler har ringe stromavæv, mens nul-kirtler synes at være overvejende stromavæv. Denne forskel er især tydeligt, når du ser videoer C og D.videoer indeholder kun kerneceller (farvning med hæmatoxylin), fra disse videoer kan vi se, at null kirtel bevarer sin tæthed, mens vildtype-kirtel synes at indeholde primært kirtelstrukturer. Afstanden mellem sektionerne i videoer A til D er blevet øget til det dobbelte af den oprindelige afstand at bistå med visualisering. For yderligere at undersøge dette, blev billeder på linje nær lymfeknude i højere opløsning, det giver os mulighed for at se, hvordan de kirtler ændrer i serielle sektioner. I vildtype-kirtel kan vi se store strukturer, som ville have været fyldt med mælk (videoer E og F). I modsætning hertil Igfbp7-nul kirtel har få veludviklede strukturer. Desuden blev disse strukturer fyldt med fibroblastlignende celler.

Som en stor defekt med Igfbp7-nul-mus er evnen til at opretholde store kuld, er det klart gennem sammenligning fremlagt, at den strukturelle forskel mellem vildtypen og nul kirtler kunne bidrageden observerede fænotype 25. Den alveolære volumen er stærkt reduceret inden for de nul-kirtler, der angiver utilstrækkelig mælkemængde til fodring store kuld. Vi fastslået, at den samlede mængde af vildtype-kirtel var 82,8879 mm 3, mens null kirtel måles kun 19,6291 mm 3.

Figur 1
Fig. 1. Skematisk afbilder trinene, der er involveret i 3D genopbygningen. Fjerde lyskebrok mus mælkekirtler blev anvendt som eksempler. Brystkirtler blev høstet fra normale og null mus, derefter behandlet og paraffin indlejret. Registrering huller blev boret ind i paraffinblokke efterfulgt af blok ansigt billeddannelse og seriel sektionering af kirtler. Sektioner blev hentet i bånd af fire sektioner. Det første afsnit blev blok-faced filmede før sektionering (lilla outline), mens 2. og 4. afsnit (rød outline) blev valgt for H & E-farvning og scanning. Bloker ansigtsbilleder blev rettet (ved hjælp af registrerings huller) og manuelt segmenteret. H & E sektioner blev digitaliseret ved 20x opløsning derefter ned-samplede; disse billeder blev automatisk segmenteret. Begge sæt segmenterede billeder blev udsat for grænsen punkt udvælgelse og registrering. Udgange er 3D histologiske mængder samt høj opløsning områder. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2
Figur 2.. Blockface Volume. Optiske billeder af paraffin blok monteret på mikrotomet opnås før hver sektion er skåret. Geometriske tyngdepunkt af de borede huller ihjørner af paraffin blokken bruges til at justere blockface billederne og skabe blockface volumen. Image (A) viser vildtype brystkirtel ved 3 dage efter induktion af amning og (B) viser den samme tid-punkt for den Igfbp7-nul mælkekirtler. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 3
Figur 3.. Histologi volumen. Histologi billeder Registrerede til deres tilsvarende afstemt blockface billeder til rekonstruere histologi volumen. (A) Vildtype kirtel og (B) Igfbp7-null brystkirtel, 3 dage efter amning induktion. venligstklik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

I denne undersøgelse har vi udviklet et billede registrering workflow til at rekonstruere et 3D-histologi volumen fra serielle 2D histologi billeder, som ikke kræver interne tilfældigt udvalgte vartegn eller implanterede referencemærker markører i vævet, som kan forvride vævet. Ved den beskrevne metode, er optiske blockface billeder selv bruges som reference billeder før sektionering. Vi bruger eksterne huller boret i paraffin blok til at støtte i at justere blockface billeder, og til at korrigere for 2D tværgående bevægelse af paraffin blok foran kameraet. 2D histologi billeder er afstemt med de tilsvarende 2D blockface billeder for at forhindre udbredelsen af ​​registreringen fejl og rekonstruere en nøjagtig histologi volumen, selv når defekte seriesnit skyldes blokke. For at gøre arbejdsgangen uafhængig af typen af ​​væv og histologi pletten anvendes, grænsepunkter anvendes til at foretage registreringen. Dette punkt-base-d fremgangsmåde har den fordel (over intensitet tilgange), at det er mindre beregningsmæssigt krævende og derfor bedre i stand til at klare meget store digitale patologi billeder.

En anden fordel ved at bruge blockface billederne for at justere histologiske billeder er, at afstanden mellem de histologiske billederne ikke påvirker kvaliteten af ​​deres tilpasning til at skabe histologi volumen. Dette er vigtigt i kliniske omgivelser, hvor afstanden mellem sektioner kan variere meget, ofte så stor som en halv centimeter.

Gennem dette papir har vi vist, at den fremgangsmåde er reproducerbar for to forskellige mælkekirtler med forskellige strukturer og intensitet variationer. Da fremgangsmåde bruger grænsen af ​​sektionerne, graden af ​​variation mellem forskellige kirtler er lille. Tidligere har vi også vist evne til fremgangsmåde for en anden præklinisk model 19. Da forskellige vævstyper har forskellige biomekaniske properties forventes registreringen fejl at ændre sig til forskellige prøver. Vi mener, at rørledningen er gældende for forholdsvis faste prøver, fx menneskelige tumorxenografter. I fremtiden vil vi yderligere undersøge nøjagtigheden af ​​3D-rekonstruktion rørledning ved hjælp af andre prøver, såsom human brystvæv.

En af de andre begrænsende faktorer for den foreslåede arbejdsgang er den manuelle segmentering af blockface billeder. Denne begrænsning kan fjernes ved at udvikle en automatisk tekstur segmentering tilgang, for eksempel ved hjælp af Markov Random Field (MRF) modeller 26,27 til segment prøven ud af baggrunden i blockface billeder.

Gennem undersøgelsen af ​​vildtype-og Igfbp7-null mælkekirtler, var vi i stand til at identificere forskelle i strukturen og sammensætningen af ​​kirtler i 3D gennem en omfattende sammensat af de enkelte kapitler i begge kirtler. Denne teknik hjulpet yderligere karakterizing den Igfbp7-nul fænotype på celleniveau, og viste, at tydelige forskelle i alveolær volumen kan bidrage til nogle af de mangler, der ses i denne model 25..

Det vigtige evne til denne fremgangsmåde er, at den er uafhængig af vævstype og intensitet variationer, og det kan således anvendes til at rekonstruere histologi mængde forskellige prækliniske og kliniske prøver. En af de andre fordele ved denne fremgangsmåde er, at den ikke er afhængig af en specifik farvning. Denne kontur tilgang er kompatibel med enhver plet, så længe det giver en klar kontur af hele afsnittet eller en klar kontur af en struktur, som kan påvises i både histologi og blockface billeder. Undersøgelsen af ​​tumor form, volumen, og heterogenitet er en af ​​de kliniske anvendelser af histologi volumen 3D. I dette papir har vi vist, at den foreslåede fremgangsmåde er i stand til rekonstruktion af 3D histologi volumen og kan yderligere osed til sammenligning, visualisering og analyse af andre prøver.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
16% PFA VWR International 15710 16% Paraformaldehyde solution
Small tissue processing cassettes VWR International CA95029-956
Leica ASP300 automated tissue processor Leica 14047643515
100% Ethanol Fisher Scientific S25307B
Xylene VWR International  CA95057-822
Paraffin  Thermo Fisher 39501006 Paraplast tissue embedding medium
Leica EG 1160 embedding center Leica
Leica rotary microtome Leica
Milling machine Argo
Microscope slides VWR International  CA48312-015
H&E stain VWR International
Automatic stainer
Coverslips  VWR International  48404-452
MEDITE RCM 7000 glass coverslipper MEDITE
Leica SCN400 slide scanner Leica
MATLAB MathWorks Inc MATLAB 2007b Development software
MeVisLab MeVis Medical Solutions AG MeVisLab 2.1 3D visualization software

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sunkin, S. M., et al. Brain Atlas: An integrated spatiotemporal port for exploring the central nervous system. Nucleic Acids Research. 41, 996-1008 (2012).
  2. Shen, E. H., Overly, C. C., Jones, A. R. The Allen Human Brain Atlas: Comprehensive gene expression mapping of the human brain. Trends in Neurosciences. 35 (12), 711-714 (2012).
  3. Trifunović, D., Karali, M., Camposampiero, D., Ponzin, D., Banfi, S., Marigo, V. A high-resolution RNA expression atlas of retinitis pigmentosa genes in human and mouse retinas. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 49 (6), 2330-2336 (2008).
  4. Evdokimova, V., et al. IGFBP7 binds to the IGF-1 receptor and blocks its activation by insulin-like growth factors. Science Signaling. 5 (255), 92 (2012).
  5. Burger, A., Leyland-Jones, B., Banerjee, K., Spyropoulos, D., Seth, A. Essential roles for IGFBP-3 and IGFBP-rP1 in breast cancer. European J. Cancer. 41 (11), 1515-1527 (2005).
  6. Amemiya, Y., et al. Insulin like growth factor binding protein-7 reduces growth of human breast cancer cells and xenografted tumors. Breast Cancer Res Treat. 126 (2), 373-384 (2011).
  7. Benatar, T., et al. IGFBP7 reduces breast tumor growth by induction of senescence and apoptosis pathways. Breast Cancer Res Treat. 133 (2), 563-573 (2012).
  8. Bardinet, E., et al. Co-registration of histological, optical and MR data of the human brain. Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention-Part I. , Springer-Verlag. London, UK. 548-555 (2002).
  9. Jacobs, M. A., Windham, J. P., Soltanian-Zadeh, H., Peck, D. J., Knight, R. A. Registration and warping of magnetic resonance images to histological sections. Medical Physics. 26 (8), 1568-1578 (1999).
  10. Zhan, Y., Ou, Y., Feldman, M., Tomaszeweski, J., Davatzikos, C., Shen, D. Registering histologic and MR images of prostate for image-based cancer detection. Academic radiology. 14 (11), 1367-1381 (2007).
  11. Dauguet, J., et al. Three-dimensional reconstruction of stained histological slices and 3D non-linear registration with in vivo MRI for whole baboon brain. Journal of Neuroscience Methods. 164 (1), 191-204 (2007).
  12. Lazebnik, R. S., Lancaster, T. L., Breen, M. S., Lewin, J. S., Wilson, D. L. Volume registration using needle paths and point landmarks for evaluation of interventional MRI treatments. IEEE Transactions on Medical Imaging. 22 (5), 653-660 (2003).
  13. Breen, M. S., Lazebnik, R. S., Wilson, D. L. Three-dimensional registration of magnetic resonance image data to histological sections with model-based evaluation. Annals of Biomedical Engineering. 33 (8), 1100-1112 (2005).
  14. Mori, H., Borowsky, A. D., Bhat, R., Ghajar, C. M., Seiki, M., Bissell, M. J. The American Journal of Pathology. 180 (6), 2249-2256 (2012).
  15. Gibb, M., et al. Resolving the three-dimensional histology of the heart. Computational Methods in Systems Biology. Gilbert, D., Heiner, M. , 2-16 Springer-Verlag. London, UK. 2-16 (2012).
  16. Wu, M. L., et al. Three-dimensional virtual microscopy of colorectal biopsies. Archives of Pathology & Laboratory Medicine. 129 (4), 507-510 (2005).
  17. Arganda-Carreras, I., et al. 3D Reconstruction of histological sections: Application to mammary gland tissue. Microscopy Research and Technique. 73 (11), 1019-1029 (2010).
  18. Song, Y., Treanor, D., Bulpitt, A. J., Magee, D. R. 3D reconstruction of multiple stained histology images. Journal of Pathology Informatics. 4 (2), 7 (2013).
  19. Shojaii, R., Karavardanyan, T., Yaffe, M., Martel, A. L. Validation of histology image registration. SPIE Medical Imaging. 7962, 79621E, doi:10.1117/12.878762. 7962 (7962E), (2011).
  20. Ridler, T. W., Calvard, S. Picture thresholding using an iterative selection method. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. 8 (8), 630-632 (1978).
  21. Freeman, H. Computer processing of line-drawing images. ACM Computing Surveys (CSUR. 6 (1), 57-97 (1974).
  22. Giardina, C. Accuracy of curve approximation by harmonically related vectors with elliptical loci). Computer Graphics and Image Processing. 6 (3), 277-285 (1977).
  23. Shojaii, R., Martel, A. L. A novel edge point selection method for registration of histology images. Optical Tissue Image analysis in Microscopy, Histopathology and Endoscopy. (OPTIMHisE) Workshop, MICCAI. , (2009).
  24. Besl, P., McKay, N. A method for registration of 3-D shapes. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 14 (2), 239-256 (1992).
  25. Chatterjee, S., et al. Loss of Igfbp7 causes precocious involution in lactating mouse mammary gland. PLoS ONE. 9 (2), e87858 (2013).
  26. Manjunath, B. S., Chellappa, R. Unsupervised texture segmentation using Markov random field models. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 13 (5), 478-482 (1991).
  27. Krishnamachari, S., Chellappa, R. Multiresolution Gauss-Markov random field models for texture segmentation. IEEE Transactions on Image Processing: a publication of the IEEE Signal Processing Society. 6 (2), 251-267 (1997).

Tags

Bioteknik Histologi Volume genopbygning transgene mus model Image Registrering Digital Histologi Image Processing Mus brystkirtel
Genopbygning af 3-dimensionel Histologi Volumen og dens anvendelse til at studere mus mælkekirtler
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Shojaii, R., Bacopulos, S., Yang,More

Shojaii, R., Bacopulos, S., Yang, W., Karavardanyan, T., Spyropoulos, D., Raouf, A., Martel, A., Seth, A. Reconstruction of 3-Dimensional Histology Volume and its Application to Study Mouse Mammary Glands. J. Vis. Exp. (89), e51325, doi:10.3791/51325 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter