Summary
कई जैविक संरचनाओं आसानी से definable स्थलों की कमी है, यह मुश्किल आधुनिक morphometric तरीकों को लागू करने के लिए कर रही है। यहाँ हम तरीकों को वर्णन माउस स्तंभास्थि (लिंग में एक हड्डी), विच्छेदन और microCT स्कैनिंग सहित, अर्द्ध स्थलों कि आकार यों और भिन्नता को आकार करने के लिए उपयोग किया जाता है परिभाषित करने के लिए कम्प्यूटेशनल विधियों के द्वारा पीछा अध्ययन करने के लिए।
Abstract
आधुनिक आकृति आकार और आकार भिन्नता यों की शक्तिशाली तरीके प्रदान करता है। एक बुनियादी आवश्यकता निर्देशांक कि स्थलों को परिभाषित की एक सूची है; हालांकि इस तरह के निर्देशांक नमूनों भर मुताबिक़ संरचनाओं का प्रतिनिधित्व करना चाहिए। जबकि कई जैविक वस्तुओं को आसानी से पहचान स्थलों से मिलकर अनुरूपता की धारणा को संतुष्ट करने के लिए कई ऐसी संरचनाओं की कमी है। एक संभावित समाधान के लिए एक उद्देश्य यह है कि नमूनों भर में एक ही रूपात्मक क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करते हैं पर जगह अर्द्ध स्थलों गणितीय करने के लिए है। यहाँ, हम एक हाल ही में विकसित पाइपलाइन गणितीय माउस स्तंभास्थि (लिंग की हड्डी) से अर्द्ध-स्थलों को परिभाषित करने के उदाहरण देकर स्पष्ट करना। हमारे तरीके वस्तुओं की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए लागू किया जाना चाहिए।
Introduction
आकृति के क्षेत्र तरीकों आकार और जैविक फार्म के आकार, वैज्ञानिक जांच 1, 2, 3, 4, 5, 6 में एक मूलभूत कदम यों तो की विविधता भी शामिल है। परंपरागत रूप से, आकार और आकार के सांख्यिकीय विश्लेषण एक जैविक संरचना पर स्थलों की पहचान है, और फिर रेखीय दूरी, कोण और अनुपात है, जो एक बहुभिन्नरूपी ढांचे में विश्लेषण किया जा सकता मापने के द्वारा शुरू होता है। पहचान-आधारित ज्यामितीय आकृति एक दृष्टिकोण है कि स्थलों के स्थानिक स्थिति बरकरार रखती है, विश्लेषण और दृश्य 5 के माध्यम से डेटा संग्रह से ज्यामितीय जानकारी के संरक्षण है। सामान्यीकृत Procrustes विश्लेषण (जीपीए) स्थान, स्केल, और स्थलों के रोटेशन में भिन्नता को दूर करने के नमूनों कि मीटर के बीच एक संरेखण के उत्पादन के लिए लागू किया जा सकताउनकी चुकता मतभेद inimizes - क्या रहता आकार विषमता 7 है।
किसी भी morphometric विश्लेषण का एक महत्वपूर्ण अवधारणा अनुरूपता, या विचार है कि एक मज़बूती से जैविक रूप से सार्थक और असतत सुविधाओं है कि नमूनों या संरचनाओं के बीच पत्र व्यवहार का प्रतिनिधित्व करने वाले स्थलों की पहचान कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, मानव खोपड़ी मुताबिक़ प्रक्रियाओं, foramina, टांके, और नलिकाओं morphometric विश्लेषण सक्षम कर सकते हैं कि लोगों की है। दुर्भाग्य से, इसी स्थलों की पहचान के कई जैविक संरचनाओं भर में मुश्किल है, विशेष रूप से चिकनी सतहों या घटता 8, 9, 10 के साथ उन लोगों के लिए है।
हम कम्प्यूटेशनल ज्यामिति का उपयोग कर नीचे इस समस्या दृष्टिकोण। सामान्य कार्यप्रवाह उद्देश्य यह है कि अंक की एक बादल के रूप में प्रतिनिधित्व किया जा सकता है की एक तीन आयामी स्कैन कि बिंदु बादल उत्पन्न करने के लिए, और फिर बारी बारी से और बदलना इतना है कि सब हैpecimens एक आम समन्वय प्रणाली पर केंद्रित कर रहे हैं। तो फिर हम गणितीय वस्तु के विशिष्ट क्षेत्रों से अर्द्ध-स्थलों को परिभाषित। अलहदा अर्द्ध स्थलों ऐसे क्षेत्रों पर रखा जैविक रूप से मनमाने ढंग से 11 कर रहे हैं। आयोजन जीपीए और बाद में सांख्यिकीय विश्लेषण अवांछनीय कलाकृतियों 8, 12 उत्पादन कर सकते हैं क्योंकि मनमाने ढंग से रखा स्थलों जैविक रूप मुताबिक़ नहीं हो सकता। इसलिए, हम इन अर्द्ध स्थलों गणितीय "स्लाइड" करने के लिए अनुमति देते हैं। यह प्रक्रिया संरचनाओं के बीच संभावित अंतर को कम करता है। के रूप में कहीं तर्क दिया रपट यहां इस्तेमाल किया एल्गोरिथ्म समान शारीरिक कमी क्षेत्रों यों के लिए उपयुक्त है आसानी से इसी स्थलों 3, 6, 8, 10, 11, 12 की पहचान की। इन तरीकों से उनके ली हैmitations 13 है, लेकिन विभिन्न आकार और आकार की वस्तुओं के लिए अनुकूल होना चाहिए।
यहाँ, हम वर्णन कैसे इस विधि माउस स्तंभास्थि 14 के हाल के एक अध्ययन में लागू किया गया था, लिंग कि प्राप्त किया गया है और स्तनधारी विकास 15 के दौरान कई स्वतंत्र बार खो में एक हड्डी। हम विच्छेदन और एक विशिष्ट हड्डी की तैयारी, स्तंभास्थि (1 प्रोटोकॉल), microCT छवियों की पीढ़ी (प्रोटोकॉल 2), और एक प्रारूप करने के लिए इन छवियों का रूपांतरण है कि सभी नीचे की ओर कम्प्यूटेशनल ज्यामिति में सक्षम बनाता है पर चर्चा (प्रोटोकॉल 3 और 4)। इन चरणों के बाद, प्रत्येक नमूना का प्रतिनिधित्व द्वारा ~ 100K xyz निर्देशांक है। हम तो यह है कि प्रभावी रूप से एक आम उन्मुखीकरण में सभी नमूनों (प्रोटोकॉल 5) संरेखित परिवर्तनों की एक श्रृंखला के माध्यम से चलना है, तो गठबंधन नमूनों से अर्द्ध स्थलों (प्रोटोकॉल 6) को परिभाषित। प्रोटोकॉल 1-4 वस्तु का विश्लेषण किया जा रहा है की परवाह किए बिना समान होना चाहिए। 5 प्रोटोकॉल और प्रोटोकॉल 6 विशेष कर रहे हैंcifically एक स्तंभास्थि के लिए तैयार है, लेकिन हमें उम्मीद है कि इन कदमों का ब्यौरा द्वारा, जांचकर्ताओं संशोधनों कि ब्याज के अपने उद्देश्य के लिए प्रासंगिक होगा कल्पना कर सकते है। उदाहरण के लिए, इन तरीकों में से संशोधनों व्हेल श्रोणि हड्डियों और पसली की हड्डियों 16 अध्ययन करने के लिए लागू किया गया।
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Protocol
सभी प्रक्रियाओं और कर्मियों को पशु की देखभाल और उपयोग समिति के लिए दक्षिणी कैलिफोर्निया के संस्थान विश्वविद्यालय (IACUC), प्रोटोकॉल # 11,394 द्वारा अनुमोदित किया गया।
1. स्तंभास्थि विच्छेदन और तैयारी
- अधिक जोखिम कार्बन डाइऑक्साइड के माध्यम से एक यौन परिपक्व पुरुष माउस euthanize, प्रासंगिक संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति (IACUC) द्वारा निर्धारित प्रोटोकॉल के अनुसार।
- लापरवाह स्थिति में पशु रखे, और दबाव को लागू करने से लिंग फैलना के साथ आगे बढ़ने की अनुमति preputial उद्घाटन करने के लिए पार्श्व।
- एक बार जब लिंग लंबी है, जहाँ तक संभव हो खलड़ी के माध्यम से ऊतक का विस्तार।
- कैंची के साथ, glans लिंग जहां स्तंभास्थि रहता शिश्न शरीर समीपस्थ काटा।
- एक 1.7 एमएल ट्यूब विच्छेदित लिंग स्थानांतरण और 200 μL नल का पानी जोड़ें। निश्चित करना है कि लिंग पूरी तरह से तरल में डूबे हुए है।
- 3-5 दिनों के लिए ~ 50 डिग्री सेल्सियस पर पानी में ऊतक सेते हैं।
- विच्छेदित स्तंभास्थि टोपी खोलने के साथ एक नया microcentrifuge ट्यूब में रखें। टोपी खोलने हे छोड़ / एन हड्डी बाहर सुखाने के लिए।
2. microCT स्कैनिंग
- फूलवाला फोम का एक सिलेंडर बनाने के लिए फूलवाला फोम का एक ईंट में एक microCT स्कैन बेलनाकार धारक दबाएँ।
- फूलवाला फोम के सिलेंडर निकालें और कटौती स्लाइस ~ 2-5 सेमी मोटी।
- स्कैनिंग के दौरान हस्तक्षेप को कम करने के लिए, फूलवाला फोम में सूखे Bacula पुश एक व्यक्ति टुकड़ा की परिधि के आसपास। हड्डियों की सटीक अभिविन्यास प्रोटोकॉल 4 में अलग-अलग नमूनों की उचित पहचान के लिए अनुमति टिप्पणी की जानी चाहिए।
- धीरे microCT धारक में एम्बेडेड हड्डियों के साथ टुकड़ा जगह है।
- microCT स्कैन मोल। माउस Bacula 14 के मामले में
3. microCT प्रसंस्करण: एक एकल .xyz फ़ाइल के लिए एक .DCM ढेर परिवर्तित
नोट: प्रत्येक microCT स्कैन .DCM की हो चुकी हैं, या "DICOM", फाइल है कि छवि वस्तु के माध्यम से लिया स्लाइस प्रतिनिधित्व पैदा करता है। एक्स, वाई, और प्रत्येक पिक्सेल के Z निर्देशांक, और पिक्सेल की तीव्रता, -5000 (काला) से 5000 से लेकर - सभी नीचे की ओर कम्प्यूटेशनल ज्यामिति फ्लैट .xyz फ़ाइलें जो बस एक पाठ फ़ाइल है कि चार कॉलम शामिल है की आवश्यकता है, (सफेद)। 3,000 के ऊपर एक पिक्सेल सीमा आम तौर पर हड्डियों को परिभाषित करने के लिए एक सीमा के रूप में अच्छी तरह से काम करता है।
- स्थापित अजगर (www.python.org) और अजगर मॉड्यूल आदेश, DICOM, PYLAB, SYS, और Numpy।
- ओपन "01_process_dicom.py "किसी भी पाठ संपादक के साथ {} Figshare। चर अनुभाग, परिवर्तन पथ, पिक्सेल थ्रेसहोल्ड, और निर्देशिका नाम आवश्यक रूप तहत।
- भागो "अजगर 01_process_dicom.py"। प्रगति स्क्रीन करने के लिए मुद्रित किया जाएगा। 3.2 चरण में नामित एक निर्देशिका के भीतर, एक नई फ़ाइल नामित किया जाता है; उदाहरण के लिए, directory_name.PT3000.xyz, जहां PT3000 इंगित करता है पिक्सेल सीमा 3.2 चरण में संकेत दिया।
4. microCT प्रसंस्करण: Segmenting-बाहर व्यक्तिगत नमूना फ़ाइलें .xyz
- पुस्तकालय RGL के साथ आर (https://www.r-project.org/) स्थापित करें।
- किसी भी पाठ संपादक के साथ फ़ाइल '02_segment_dicoms.r' {} Figshare खोलें। चर खंड के अंतर्गत, ऊपर प्रोटोकॉल 3 में बनाया .xyz फ़ाइल को इंगित करने के लिए पथ नाम बदल जाते हैं।
- आर के भीतर से, कमांड "स्रोत ( '02_segment_dicoms.r')" (डबल बिना उद्धरण) चलाते हैं।
- प्रोटोकॉल 3 में बनाया .xyz फ़ाइल के तीन आयामी छवि के बाद प्रकट होता है, कट्टरपंथी घुड़दौड़ का घोड़ा दर्जसमग्र .xyz फ़ाइल में नमूनों के आर। तो लेबल और स्क्रॉल और ज़ूम कार्यों का उपयोग कर प्रत्येक नमूना से अंक का चयन करें।
नोट: पृष्ठभूमि में, अलग .xyz फ़ाइलों प्रत्येक नमूना के लिए किया जाएगा। ये नाम के एक निर्देशिका में प्रदर्शित उदाहरण के लिए, XYZ_FILES_PT3000, जहां PT3000 इंगित करता है पिक्सेल का इस्तेमाल किया दहलीज के लिए।
5. "संरेखित" नमूना आम निर्देशांक फ़ाइलें .xyz।
- ओपन अजगर स्क्रिप्ट "03_transform.py" {} Figshare, जो अतिरिक्त मॉड्यूल mattdean_modules.py {} Figshare, साथ ही दो स्वयं खड़े आवेदन पत्र की आवश्यकता है: "rotate_translate_cylindrical" (https://github.com/timydaley/dean_cylindrical_tranform) और "qconvex" (www.qhull.org/html/qconvex.htm) इस स्क्रिप्ट के द्वारा किया जाता है।
- चर खंड के अंतर्गत, mattdean_modules.py करने के लिए, rotate_path और qconvex_dir पूर्ण पथ नामों की पहचान। इसके अलावा, निर्देशिका व्यक्ति .xy युक्त करने के लिए पूरा पथ की पहचानचरण 4 में बनाया Z फ़ाइलें।
- भागो 03_transform.py, जो प्रत्यय .TRANSFORMED.xyz के साथ नमूना प्रति एक नई फ़ाइल बनाता है।
6. "टुकड़ा करने की क्रिया" फ़ाइलें .xyz गठबंधन नमूना अर्ध-स्थलों की पहचान करने के लिए।
- ओपन और अजगर स्क्रिप्ट "04_identify_landmarks.py" चलाने {} Figshare। चर अनुभाग में, निर्देशिका .TRANSFORMED.xyz फाइल को समाहित करने के लिए पूरा पथ नाम की पहचान। यह स्क्रिप्ट 802 अर्द्ध स्थलों कि आकार और संरचना के आकार यों इस्तेमाल किया जा सकता है दिखाता है।
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Representative Results
प्रोटोकॉल 6 में उत्पादन अर्द्ध स्थलों के xyz निर्देशांक सीधे किसी भी मील का पत्थर आधारित ज्यामितीय आकृति विश्लेषण 17 में आयात किया जा सकता है। कम्प्यूटेशनल पाइप लाइन के ऊपर माउस Bacula 14, साथ ही व्हेल श्रोणि और पसली की हड्डियों 16 अध्ययन करने के लिए लागू किया गया है। अर्द्ध स्थलों के कम्प्यूटेशनल परिभाषा पर अधिक जानकारी यहां प्रस्तुत कर रहे हैं, शोधकर्ताओं कदम है कि ब्याज के अपने विशेष वस्तु को समायोजित करने के लिए संशोधित किया जा सकता है कल्पना में मदद करने की कोशिश में। स्तंभास्थि कई अनूठी विशेषताएं है कि कुछ परिवर्तनों को स्वचालित करने के लिए इस्तेमाल किए गए है। उदाहरण के लिए, एक computationally समीपस्थ-बाहर का अक्ष के साथ दो हिस्सों में हड्डी काटने के बाद, हम समीपस्थ आधे बस अंक की कुल संख्या (समीपस्थ अधिक है) की तुलना द्वारा की पहचान की। जब तक वहाँ के रूप में इस तरह के रूप अनूठी विशेषताएं मौजूद हैं, हमारे तरीके से किसी को अनुकूलनीय होना चाहिएवस्तु। इसके अलावा, यह भी बल दिया जाना चाहिए कि हम अनुभव से इस तरह के "10% समीपस्थ" है कि हमारे स्तंभास्थि पढ़ाई में अच्छा प्रदर्शन के रूप में कुछ थ्रेसहोल्ड, चुना गया है, लेकिन ज्यादातर निश्चित रूप से अन्य वस्तुओं के लिए पुनर्मूल्यांकन की जरूरत है।
5 प्रोटोकॉल में शुरू, पहला कदम कम्प्यूटेशनल उत्तल पतवार (अंक कि एक नमूने में अन्य सभी बिंदुओं को समाहित की सबसे छोटी सेट) दो अंक दूर है कि एक दूसरे से अलग कर रहे हैं की पहचान करने के लिए गणना करने के लिए है। इन दो अंक (लाल क्षेत्रों, चित्रा 1 सी) एक नया (लाल रेखा, चित्रा 1 सी) कि हड्डी के माध्यम से समीपस्थ-बाहर चलाता जेड अक्ष परिभाषित करने के लिए शुरू करते हैं। स्तंभास्थि के मामले में, बिंदु बादल कि अधिक अंक शामिल है के आधे समीपस्थ अंत के रूप में परिभाषित किया गया है।
दूसरा, पूरे बिंदु बादल तब्दील हो जाता है इतना है कि समीपस्थ बिंदु 0,0,0 के Z निर्देशांक और बाहर बिंदु टी एक्स, वाई पर ले जाता है,एक्स, वाई, जेड के 0,0, + Z, जहां + Z कुछ सकारात्मक मूल्य हड्डी के आकार पर निर्भर है निर्देशांक पर akes। इस कदम के अंत में, एक जेड अक्ष हड्डी की लंबाई के माध्यम से गुजरता है। नीचे प्रक्रियाओं के लिए, अधिकतम जेड निर्देशांक करने के लिए न्यूनतम लंबाई से Zlength के रूप में करने के लिए भेजा जाएगा।
तीसरा, ऊपर की पहचान समीपस्थ और बाहर का अंक का सही स्थान, 10% और 10% सबसे समीपस्थ सबसे बाहर का अंक अलग से जांचा जाता है के साथ जुड़े विचरण के लिए सही करने के लिए (चित्रा -1), उनके संबंधित centroids पहचान (लाल क्षेत्रों, चित्रा 1E) और बिंदु बादल ऐसे तब्दील हो कि समीपस्थ केन्द्रक 0,0,0 है, और बाहर का केन्द्रक 0,0, + Z है, एक नया जेड अक्ष कि नमूना के केंद्र के माध्यम से गुजरता के साथ (लाल रेखा, चित्रा 1E) ।
चौथा, बिंदु बादल पहली बार एक SLIC लेकर जेड-धुरी के चारों ओर घुमाया जा रहा हैसंरचना के समीपस्थ 15 15.25% तक Zlength (नीला अंक, चित्रा 1E) के अंक में ई। अंक का यह टुकड़ा Z आयाम में चपटा है (यानी जेड निर्देशांक बस की अनदेखी कर रहे हैं), उत्तल पतवार ले लिया, और न्यूनतम bounding आयत (छोटी आयत है कि अन्य सभी बिंदुओं में शामिल है) की गणना की। इस न्यूनतम bounding आयत के दो छोटे midpoints के पक्ष में जोड़ने के लिए एक लाइन की कल्पना करो। हम बिंदु बादल बारी बारी से जब तक इन दो midpoints बनने -x, 0, + Z और एक्स, 0, + Z, क्रमश: इस प्रकार इस लाइन एक नई एक्स अक्ष हो जाता है। परिवर्तन के बाद, अधिक से अधिक और कम से कम x मान के बीच की दूरी Xlength के रूप में करने के लिए भेजा जाता है। एक नई फ़ाइल specimen.TRANSFORMED.xyz को specimen.xyz से बनाई गई है।
पांचवां, भीतर अंक 1% Xlength जेड अक्ष के (नीला अंक, चित्रा 1F), और एक सबसे समीपस्थ और एकल सबसे बाहर का बिंदु यह केंद्रीय SL से पहचान बाहर कटा रहे हैंबर्फ और लेबल बाहर का और समीपस्थ, क्रमशः। इनमें से पहले दो अर्द्ध स्थलों की पहचान कर रहे हैं।
छठी, अंक 50 समान रूप से स्थान स्लाइस जेड अक्ष (लाल अंक, चित्रा 1G) के साथ जांचा जाता है। प्रत्येक टुकड़ा 1% Zlength की मोटाई है। प्रत्येक टुकड़ा तो Z आयाम में चपटा, और 7 खड़ी रेखा (लाल लाइनों, चित्रा 1H) द्वारा समान रूप से बांटा गया है। प्रत्येक पंक्ति के 2% Xlength भीतर अंक (लाल अंक, चित्रा 1H) रखा जाता है, तो अधिकतम और न्यूनतम के साथ अंक Y समन्वय रखा प्रत्येक संबंधित लाइन पर पेश किया, और उदर और पृष्ठीय क्रमश: लेबल रहे हैं। इसके अलावा, लेबल टुकड़ा संख्या और लाइन नंबर, उदाहरण के लिए P15_VENTRAL4 उदर बिंदु 15 वें टुकड़ा के 4 वें खड़ी रेखा से नमूना है होते हैं। महत्वपूर्ण बात है, लेबल हर बिंदु, उदाहरण के लिए, P15_VENTRAL4, एक बार और केवल एक बार सभी नमूनों के पार, तब होता संवाददाता संरक्षणpondence। 7 लाइनों (14 अर्द्ध स्थलों कुल) के प्रत्येक के उदर और पृष्ठीय अंक के अलावा, अधिकतम और न्यूनतम एक्स-मूल्य के साथ अंक जांचा और बाएँ और दाएँ क्रमश: लेबल रहे हैं। बाएँ और दाएँ के वाई और जेड निर्देशांक आर में lowess समारोह स्तंभास्थि के लिए उपयोग कर रहे हैं smoothed, 16 अर्द्ध स्थलों की कुल टुकड़ा प्रति (लाल क्षेत्रों, चित्रा 1H) में परिभाषित कर रहे हैं; 50 स्लाइस प्लस प्रॉक्सिमल और बाहर अर्द्ध स्थलों ऊपर परिभाषित के साथ, 802 अर्द्ध स्थलों नमूना प्रति (हरी क्षेत्रों, चित्रा 1 मैं) जांचा जाता है। मूल microCT स्कैन से अन्य सभी बिंदुओं खारिज कर रहे हैं।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हालांकि उदर / पृष्ठीय और समीपस्थ / बाहर का polarity गणितीय निर्धारित किया गया था, सभी नमूना संरेखण नेत्रहीन की पुष्टि की थी और मैन्युअल के रूप में आवश्यक समायोजित। 369 Bacula के हमारे नमूने में, लगभग 10 मैन्युअल रूप से समायोजित किया जा सकता था।
चित्रा 1: कम्प्यूटेशनल कार्यप्रवाह (प्रोटोकॉल 4-6) के दृश्य प्रतिनिधित्व। (ए) 02_segment_dicoms.r लिपि (प्रोटोकॉल 4), व्यक्तिगत नमूनों को अलग बिंदु बादलों के काम को दिखाने से स्क्रीनशॉट। (बी) के एक स्तंभास्थि के बढ़े हुए देखने, ~ 100K xyz अंक के बादल द्वारा प्रतिनिधित्व किया। (ग) दो अंक की पहचान दूर एक दूसरे को (लाल क्षेत्रों) से अलग, एक नया जेड अक्ष कि हड्डी (लाल रेखा) के माध्यम से समीपस्थ-बाहर चलाता है परिभाषित करने के लिए इस्तेमाल किया। (डी) नमूने समीपस्थ-सबसे अधिक 10% और बाहर का सबसे 10 अंक (लाल अंक) के% z अक्ष के सटीक स्थान में मामूली विचरण के लिए समायोजित करने के लिए एक साधन प्रदान करता है। (ई) समीपस्थ-सबसे अधिक 10% और बाहर का सबसे 10% (लाल क्षेत्रों) के centroids (लाल रेखा) एक नया जेड अक्ष परिभाषित करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। फिर, अंक का एक टुकड़ा गिरने से 1 के बीच(नीला अंक) इस नए जेड अक्ष के 5.00-15.25% न्यूनतम bounding आयत गणना करने के लिए लिया जाता है। बिंदु बादल घुमाया जा रहा है जब तक कम से कम bounding आयत के लंबे पक्ष एक नई एक्स-धुरी के समानांतर है। एफ) midline (नीला अंक के साथ चल अंक का एक टुकड़ा) जांचा जाता है और समीपस्थ-सबसे अधिक है और बाहर का सबसे बिंदु एक अर्द्ध-मील का पत्थर के रूप में परिभाषित किया। जी) अंक के 50 समान रूप से स्थान स्लाइस (लाल अंक), एच) के साथ ऐसे ही एक टुकड़ा दिखा जांचा जाता है। 16 अंक (लाल हलकों) प्रत्येक टुकड़ा की रूपरेखा पर कब्जा करने के लिए परिभाषित कर रहे हैं। मैं) जब सभी स्लाइस भर में दोहराया, 802 अर्द्ध स्थलों (हरी क्षेत्रों की कुल) संरचना को परिभाषित करने और सभी नीचे की ओर morphometric अनुप्रयोगों में इस्तेमाल किया जाता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
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Discussion
ऊपर प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण कदम 1) Bacula विदारक हैं, 2) microCT छवियों सभा, 3) xyz के एक फ्लैट फ़ाइल के लिए microCT उत्पादन परिवर्तित निर्देशांक, 4) बाहर प्रत्येक नमूना के बिंदु बादल segmenting, 5) के लिए प्रत्येक नमूना बदलने एक मानकीकृत प्रणाली समन्वय, और 6) अर्द्ध-स्थलों को परिभाषित। इन चरणों को आसानी से विभिन्न वस्तुओं को समायोजित करने के लिए संशोधित कर रहे हैं।
इन विधियों की संभावना किसी भी वस्तु को अनिवार्य रूप से भी घुमावदार है कि "छड़ के आकार", या कम से कम नहीं करने के लिए लागू किया जा सकता है। वस्तुओं है कि वक्र खुद पर वापस बनने के लिए 'यू के आकार का "वर्तमान में, विश्लेषण नहीं किया जा सकता है, क्योंकि टुकड़ा करने की क्रिया (चित्रा 1G) वस्तु के विभिन्न भागों से अंक वापस कर देगा। इस तरह की वस्तुओं computationally टुकड़ा करने की क्रिया करने से पहले वस्तु सीधे द्वारा भविष्य में समायोजित किया जा सकता है।
हम आकार है कि एस कमी से गणितीय परिभाषित अर्द्ध स्थलों के लिए एक सामान्य विधि प्रस्तुत किया हैOlid स्थलों। ये सामान्य तरीके व्हेल श्रोणि और पसली की हड्डियों 16 है, जो बहुत अलग अलग आकार की है की विकास का अध्ययन करने के लिए संशोधित किया गया है। हमारे परिभाषित स्थलों के लिए कम्प्यूटेशनल विधियों xyz निर्देशांक के किसी भी श्रृंखला के लिए लागू किया जाना चाहिए। हम microCT स्कैनिंग यहां कार्यरत हैं, माउस Bacula 14 के छोटे आकार दिया। ऐसे व्हेल श्रोणि और पसली की हड्डियों के रूप में बड़ा हड्डियों, के लिए, हम एक लेजर स्कैनर है कि हड्डियों को 16 वर्ष की सतह खंगाला कार्यरत हैं। यह महत्वपूर्ण है कि नेत्रहीन विधि की गुणवत्ता को सत्यापित करने के लिए अर्द्ध स्थलों के सभी सेट का निरीक्षण किया। हमारे कम्प्यूटेशनल विधियों का मुख्य लाभ यह है कि वे ठीक आकार यों और भिन्नता को आकार, और वस्तु की अलग-अलग क्षेत्रों के बीच पत्राचार की रक्षा है।
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Acknowledgments
टिम डाले और एंड्रयू स्मिथ शुरुआती दिनों के दौरान कई उपयोगी विचार विमर्श कम्प्यूटेशनल प्रदान की; टिम डाले कार्यक्रम rotate_translate_cylindrical आवश्यक प्रोटोकॉल 5. के लिए कम्प्यूटेशनल संसाधनों दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में उच्च निष्पादन कम्प्यूटिंग क्लस्टर द्वारा प्रदान किया गया लिखा था। यह काम एनआईएच अनुदान # GM098536 (MDD) द्वारा समर्थित किया गया।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Dissecting scissors | VWR | 470106-338 | Most sizes should work |
| Dissecting Forceps, Fine Tip, Curved | VWR | 82027-406 | |
| 1.7 mL microcentrifuge tube | VWR | 87003-294 | |
| Absolute Ethanol | Fisher Scientific | CAS 64-17-5 | To be diluted to 70% for dissections |
| Floral Foam | Wholesale Floral | 6002-48-07 | |
| uCT50 scanner | Scanco Medical AG, Bruttisellen, Switzerland |
References
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