بيودوسيميتري الإشعاع المعجل الآلي تحديد الكروموسوم ديسينتريك (أدسي) وتقدير الجرعة

Summary

يقد المقايسة الخلوية الوراثية كروموسوم ديسينتريك (DC) التعرض للإشعاعات المؤينة. البرنامج الآلي المعرف كروموسوم ديسينتريك ومقدر الجرعة بدقة وسرعة تقدر الجرعة البيولوجية من وحدات تحكم المجال Dc في الخلايا الطورية. أنه يميز بين الكروموزومات مونوسينتريك والكائنات الأخرى من وحدات تحكم المجال Dc، وتقديرات الجرعات الإشعاعية البيولوجية من التردد من وحدات تحكم المجال Dc.

Abstract

ويمكن تقدير جرعة الإشعاع البيولوجي من ترددات كروموسوم ديسينتريك في خلايا الطورية. إجراء فحوصات كروموسوم ديسينتريك الخلوية الوراثية هذه هو عادة عملية كثيفة العمالة اليدوية غير مؤهلة للتعامل مع حجم العينات التي قد تحتاج إلى فحص في أعقاب حدث الإصابات الجماعية. البرنامج الآلي "ديسينتريك كروموسوم المعرف" ومقدر الجرعة (ADCI) بأتمتة هذه العملية بفحص مجموعات من الصور الطورية باستخدام تقنيات تجهيز صورة تستند إلى التعلم آلة. يحدد برنامج الصور المناسبة للتحليل عن طريق إزالة الصور غير ملائمة، ويصنف كل كائن المحتوية على السنترومير كروموسوم أو غير كروموسوم، كذلك يميز الكروموسومات الكروموزومات مونوسينتريك (MCs) أو ديسينتريك الكروموسومات (DCs)، يحدد تردد DC في عينة، وتقدر الجرعة الإشعاعية البيولوجية بمقارنة عينة تردد DC مع منحنيات المعايرة باستخدام عينات المعايرة. ويصف هذا البروتوكول استخدام برمجيات ADCI. عادة، يتم استيراد المعايرة (الجرعة المعروفة) واختبار (الجرعة غير معروف) مجموعات من الصور الطورية لإجراء تقدير الجرعة دقيقة. الصور المثلى لتحليل يمكن العثور عليها تلقائياً باستخدام عوامل التصفية الصورة مسبقاً، أو يمكن أيضا تصفية عن طريق التفتيش اليدوي. البرنامج يعالج الصور داخل كل عينة وتحسب ترددات DC في مستويات مختلفة من التقشف للاتصال بوحدات تحكم المجال Dc، استخدام آلة تعلم النهج. يتم إنشاء منحنيات المعايرة الخطية التربيعية استناداً إلى الترددات DC في عينات المعايرة يتعرضون لجرعات المادية المعروفة. وتقدر جرعة من عينات الاختبار التي تتعرض لمستويات الإشعاع غير مؤكد من ترددات DC استخدام منحنيات المعايرة هذه. التقارير يمكن أن تتولد عند الطلب، وتقديم موجز لنتائج عينات واحد أو أكثر، ومنحنيات المعايرة واحد أو أكثر، أو لتقدير الجرعات.

Introduction

بيودوسيميتري الإشعاع يستخدم علامات بيولوجية، معظمها الكروموزومي مثل الكروموسومات ديسينتريك (DCs) والكروموسوم المولدة لقياس جرعات الإشعاع التي يتعرض لها الأفراد. قد تكون جرعة الممتصة بيولوجيا مختلفة من الجرعة الفعلية يقاس بالصكوك بسبب التباين بين الأفراد. وبالمثل، يمكن أن تنتج الإشعاع جرعة الجسدية معينة التعرض البيولوجي مختلفة بسبب الظروف الفيزيولوجية أو البيئية الأساسية. المعرفة بالجرعة البيولوجي لها أهمية خاصة للتشخيص والعلاج.

والرزن DC هو معيار الذهب لمنظمة الصحة العالمية (WHO) والوكالة الدولية "الطاقة الذرية" (الوكالة) لتقييم التعرض للإشعاع البيولوجي في الناس. وكان الفحص الأول الذي أوصت به الوكالة الدولية ومنظمة الصحة العالمية لتقييم الجرعات الإشعاعية. تردد DC مستقر نسبيا لمدة 4 أسابيع تقريبا بعد التعرض للإشعاع¹ وارتباطها الكمية مع جرعة الإشعاع المنبعثة دقيقة، مما جعل وحدات تحكم المجال Dc العلامات البيولوجية مثالية. يمكن التعبير عن العلاقة بين جرعة الإشعاع (المشار إليها باللون الرمادي [غراي] وحدات)، وتردد DC (المشار إليها كعدد وحدات تحكم المجال Dc في الخلية) كدالة خطية تربيعية.

وكانت المقايسة DC الخلوية الوراثية معيار الصناعة لحوالي 55 سنة². وقد أجريت يدوياً، تتطلب أيام 1-2 تحليل البيانات المجهر من عينة دم واحدة. عدة مئات إلى عدة آلاف من الصور ضرورية لدقة تقدير التعرض للإشعاع تبعاً للجرعات³. عند التعرض لجرعات تتجاوز 1 غراي، توصي الوكالة يمكن الكشف عنها بحد أدنى من 100 وحدات تحكم المجال Dc. فحص الصور الطورية 250-500 ممارسة شائعة في المختبرات بيودوسيميتري الخلوية الوراثية. لعينات مع التعرض < 1 غراي، 3,000-5,000 الصور المقترحة بسبب احتمالات أقل لتكوين DC. وفي كلتا الحالتين، أنها مهمة عمل مكثف.

إنشاء مختبرات بيودوسيميتري الخلوية الوراثية الخاصة بهم في المختبر منحنيات المعايرة بيودوسيميتري الإشعاع قبل تقييم الجرعات البيولوجية في عينات الاختبار. عينات دم من العادي، مراقبة الأفراد يتعرضون للإشعاع والخلايا الليمفاوية ثم مثقف وعلى استعداد لتحليل الكروموسومات الطورية. استخدام هذه العينات، هي معايرة الجرعات البيولوجية الواردة للجرعات البدنية المعروفة المنبعثة من مصدر إشعاع قياسية. بعد أن يتم تسجيل الصور خلية الطورية، الخبراء دراسة الصور وعدد وحدات تحكم المجال Dc وحساب الترددات DC لكل عينة. منحنى معايرة بنيت باحتواء منحنى الخطية التربيعية للترددات DC في كل جرعة. ثم، يمكن الاستدلال على التعرض في اختبار عينة من الأفراد ما يناسبها من الترددات DC لجرعات محسوبة على المنحنى أو عن طريق تحديد لهم في الصيغة الخطية التربيعية المقابلة.

ونحن قد الآلي كلا الكشف عن وحدات تحكم المجال Dc وجرعة عزم للإسراع بهذا الإجراء باستخدام البرمجيات. الآلي "ديسينتريك كروموسوم المعرف" ومقدر الجرعة (ADCI) بأتمتة الإشعاع ويستخدم تقنيات معالجة الصور المستندة إلى التعلم آلة لكشف وتميز الكروموزومات ديسينتريك (DCs) من الكروموزومات مونوسينتريك (MCs) والكائنات الأخرى تقدير الجرعات. البرنامج يهدف إلى إلى حد كبير في خفض أو القضاء على ضرورة التحقق اليدوي من التهم DC والتعجيل بتقدير الجرعة من خلال التشغيل الآلي. وقد وضعت بالمشاركة من المختبرات المرجعية بيودوسيميتري في صحة كندا (المفوض السامي) والمختبرات النووية الكندية (CNL). ردود فعلهم سيكفل استمرار الأداء للوفاء بمعايير الوكالة لهذا التحليل.

يقوم البرنامج بالوظائف التالية: 1) تصفية وحدات تحكم المجال Dc واختيار الصور خلية الطورية الأمثل للاعتراف 2) كروموسوم واكتشاف DC، تحليل وتحديد تردد DC، و 3) تقدير الجرعات الإشعاعية من معايرة الجرعات، بيانات الإشعاع الخلوية الوراثية. هذا البرنامج عمليات مجموعات من الصور الطورية من نفس الفرد (يطلق عليها عينة)، وتهم بالصورة عدد وحدات تحكم المجال Dc في كل استخدام تقنيات المعالجة، وإرجاع جرعة الإشعاع المقدرة التي تلقاها كل عينة في وحدات رماديات (غراي).

صمم البرنامج للتعامل مع مجموعة من الهياكل كروموسوم، التهم الموجهة إليه، وكثافة. ومع ذلك، يؤدي الخوارزمية على النحو الأمثل في الطورية الصور التي تحتوي على تكملة كامل قريب من الكروموسومات جيدا المنفصلين عن ذويهم، وخطي⁴. الصور التي تحتوي على مجموعات المتراكبة شديدة من الكروموسومات، متعددة الخلايا، خلايا الطورية غير مكتملة، وشقيقه نوى والكائنات غير كروموسومية، فصل تشروماتيد وعيوب أخرى يمكن أن تقلل من دقة الخوارزمية. تخصيص نماذج اختيار الصورة وأخرى كائن تجزئة عتبات يمكن تصفية معظم الصور دون المستوى الأمثل ووحدات تحكم المجال Dc إيجابية كاذبة.

يتم تنفيذ اكتشاف كروموسوم ديسينتريك عند معالجة صورة. محاولات لتحديد الكائنات التي في صورة هي الكروموسومات الخوارزمية وثم يحدد موقع المنطقتين الأكثر احتمالاً أن يكون centromeres على كل كروموسوم. ثم، تميز سلسلة من مختلف دعم مكافحة ناقلات آلة (SVM) تعلم نماذج الكروموسومات كوحدات تحكم المجال Dc أو عادي، مونوسينتريك الكروموسومات. نماذج SVM تختلف في الحساسية والنوعية للكشف عن العاصمة (راجع الخطوة 3.1.4 أدناه)، التي يمكن أن تؤثر على الترددات DC التي تتحدد في عينة.

ADCI عمليات مجموعات من جيمسى (أو DAPI-) الملون الطورية الصور الرقمية (في تنسيق TIFF أو JPG) لعينات واحد أو أكثر. ويحلل البرنامج وحدات تحكم المجال Dc في معايرة العينات وعينات الاختبار. جرعة المادية (في غراي) من عينات المعايرة معروفة، وتستخدم في توليد منحنى المعايرة. هي استنتاج الجرعات الفيزيائية والبيولوجية للأفراد مع التعرض غير معروف قبل البرنامج من منحنى المعايرة المولدة آليا. على الرغم من أن استخدام مختبرات تقنيات قابلة للمقارنة، منحنيات المعايرة من مختبرات مختلفة غالباً ما تختلف³. ينبغي معالجة كلا المعايرة منحنى واختبار العينات من نفس المختبر لتقدير الجرعة دقيقة في عينات الاختبار.

ويقدم هذا البرنامج السرعة والدقة وقابلية الذي يتناول الإنتاجية المطلوبة لمعالجة حدث فيها العديد من الأفراد يجب اختبار في نفس الوقت. وقد وضعت من 2008-2017^4،5،،من^67،،من^{89،10،11،12 ،13}. استخدام أجهزة الكمبيوتر الحديثة، سطح المكتب هذايمكن معالجة برامج الكمبيوتر وتقدير الجرعات الإشعاعية في عينة المرضى من 500 مكافئات الجينوم الطورية في ⁴من 10-20 دقيقة. الرمز يستند إلى مجموعة من تجزئة الصورة الملكية وآله التعلم خوارزميات لتحليل الكروموسومات. وأعطى تحليل الخبراء من كل كروموسوم تعرضوا للإشعاع غراي 3 دقة قابلة للمقارنة ل ADCI. في مجموعة من 6 عينات من التعرض غير معروف (التي كانت تستخدم سابقا في ممارسة كفاءة دولية)، يقدر البرنامج جرعات داخل غراي 0.5 من القيم التي تم الحصول عليها من استعراض البيانات نفس المفوض السامي وكنل، الوفاء بمتطلبات الوكالة للفرز اليدوي بيودوسيميتري. وعلاوة على ذلك، توحيد المختبرات، وفي نهاية المطاف إمكانية تكرار نتائج الجرعة تقدر تستفيد من وجود DC المشتركة، الآلي التهديف الخوارزمية. على الرغم من ذلك، يسمح البرنامج التخصيص للصورة معايير الترشيح والاختيار، وتمكين الاختلافات في أساليب إعداد كروموسوم ومصادر الإشعاع المعايرة أن تؤخذ في الاعتبار.

هذا البرنامج هو واجهة مستخدم رسومية (GUI)-استناداً إلى النظام الذي يحلل مجموعات من الصور الكروموسومات التي تحتوي على جيمسى (أو DAPI)-الملون الخلايا الطورية للتشوهات التي تنجم عن التعرض للإشعاع المؤين. مجموعات الصور يتم تصويرها رقمياً مع نظام مجهر الضوء (أو ابيفلوريسسينت)، وكل مجموعة يتوافق مع عينة مختلفة. ويستخدم البرنامج تقنيات كشف وتمييز وحدات تحكم المجال Dc من الأسماك والكائنات الأخرى ومعالجة الصور. ثم إزالة عوامل التصفية تجزئة المستمدة من التجربة العملية تلقائياً DCs إيجابية كاذبة دون التأثير على وحدات تحكم المجال Dc الحقيقي. وأخيراً، يصفي البرنامج تلقائياً الصور غير مرغوب فيه استناداً إلى مختلف خصائص الصورة العثور على نوعية رديئة الطورية الصور مع نماذج مختارة الصورة precomputed (أو المحددة من قبل المستخدم). وتشمل هذه الصور التي تحتوي على الإفراط أو إعداد غير كافية من "صاخبة" الكائنات، الكروموسومات متداخلة متعددة، الصور تفتقر إلى الكروموسومات الطورية، إعداد مفرطة من أخت شقاً الصبغي⁴. بيانات الصورة تلقائياً المنسق المستخدمة لإنشاء منحنى معايرة الجرعات من عينات جرعة الإشعاعية المعروفة والمستخدمة لتقدير التعرض لاختبار عينات يتعرضون لجرعات غير معروف.

إخراج البرنامج يمكن عرضها وحفظها ك: 1) يستند إلى نص الإخراج عرضها في وحدة التحكم، 2) المؤامرات التي يمكن حفظها كصور، و 3) التقارير في تنسيق HTML. جوانب عديدة من البرامج قابلة للتخصيص لتناسب الاحتياجات المحددة لمختلف المختبرات. عادة توفير مختبرات الفردية المعايرة واختبار العينات أعدت وجمعت استناداً إلى البروتوكول الخلوية الوراثية بالتحقق من صحة في هذا المختبر. وهذا يحافظ على التوحيد لإعداد نموذج ويسمح منحنيات المعايرة الناتجة من عينات المعايرة تطبق مجدية لاختبار العينات المستمدة باستخدام البروتوكول نفسه. يمكن أيضا إنشاء منحنيات المعايرة من معاملات منحنى أو ترددات DC في جرعات محددة. يتم الحصول على تقديرات الجرعات الأكثر دقة عن طريق تصفية أقل جودة الصور ووحدات تحكم المجال Dc إيجابية كاذبة (FPs). يتم إنجاز التحديد للصورة المثلى مجموعات فرعية داخل كل عينة باستخدام 'نماذج اختيار الصورة' التي تقضي على الصور سوببر التي تميل إلى إدخال FPs. مجموعة من نماذج تم التحقق من صحتها قبل مدرجة مع البرنامج، يمكن إنشاء نماذج إضافية ولكن مع عتبات مخصصة وعوامل التصفية وحفظها، من قبل المستخدم.

عندما يتم تحميل البرنامج بنجاح، يتم تقديم واجهة المستخدم الرسومية الرئيسية (واجهة المستخدم الرسومية) (انظر الشكل 1). من هذه الواجهة، عينات، يتألف كل منهما من مجلد لملفات الصور خلية الطورية، قد يكون تحديد ومعالجة لتحديد وحدات تحكم المجال Dc وقد يكون إنشاء منحنيات المعايرة ومقارنة ويمكن تحديد جرعة التعرض للإشعاع من العينات.

رقم 1: "القطاعات الرئيسية" "تتضمن واجهة المستخدم الرسومية": قائمة بالعينات (1)، قائمة بمعايرة المنحنيات (2)، والعملية في قائمة الانتظار (3)، الذي يرصد حالة اكتشاف DC في كل مجموعة من الصور لكل عينة، مؤامرة عرض (4)، الذي يلخص الخصائص الكمية الإحصائية أو غيرها من مجموعة من الصور في عينات أو منحنيات المعايرة، ووحدة تحكم (5) الذي يحتوي على نص وصفي كنواتج لكل عملية يقوم بها البرنامج. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Protocol

1-الاستيراد ونماذج عملية

1. انقر فوق ' عينات ' في شريط القوائم وحدد ' "نموذج جديد" '. استعرض للوصول إلى دليل مناسب الذي يحتوي على مجموعة من الصور الطورية وانقر فوق ' "تحديد مجلد" '.
2. اكتب معرف فريد للعينة داخل ' تحديد معرف فريد للحصول على نموذج جديد ' حقل النص. وسيحدد هذا المعرف العينة في مساحة العمل. يجب أن يحتوي على معرفات عينة أبجدية رقمية، ' _ '، أو '-' الأحرف فقط. إدراج مصدر المختبر والجرعة الفعلية (لمعايرة العينات) في معرف نموذج معروف.
3. (اختياري) تقديم وصف للعينة إذا رغبت في ' وصف العينة (اختياري) ' مساحة النص.
4. انقر فوق ' موافق ' لإضافة نموذج جديد إلى مساحة العمل.
5. كرر الخطوات 1.1 إلى 1.4 لإضافة عينات إضافية. إنشاء حد أدنى من 3 عينات المعايرة (سبعة أو أكثر من الموصى بها ³ من التعرض مختلفة) ونموذج اختبار واحد على الأقل لإجراء تقدير الجرعة.
6. تسليط الضوء على جميع العينات التي تم إنشاؤها في الخطوات من 1.1 إلى 1.5 في ' عينات ' القائمة، ثم انقر فوق ' Sample(s) إضافة إلى "انتظار عملية" ' () رمز-
7. انقر فوق ' معالجة جميع العينات في قائمة انتظار ' () رمز لمعالجة جميع العينات التتابع ضمن قائمة الانتظار-' "تجهيز أدسي" ' يظهر مربع حوار يحتوي على جميع العينات في قائمة الانتظار إلى جانب شريط تقدم
انقر فوق
8. عند إكمال جميع العينات المعالجة، . حفظ العينات الآن، أو انقر فوق ' حفظ عينة مجهزة في ملف "عينة أدسي" ' () رمز لإنقاذ عينة مجهزة لاحقاً.

2. العرض واختيار الصور (اختياري، أوصت الخطوة)

ملاحظة: يصف هذه الخطوة استخدام "عارض الصور الطورية" وإنشاء نموذج لاختيار الصورة. بعض نماذج اختيار صورة مصادق عليه ترفق مع البرمجيات التي يمكن أن تستخدم في توليد منحنى المعايرة وتقدير الجرعة. وهكذا، هذه الخطوة غير مطلوبة، ولكن يمكن استخدامه كدليل يصف الخطوات اللازمة للقيام بذلك إذا رغبت في ذلك.

1. تسليط الضوء على عينة داخل ' عينات ' القائمة، انقر فوق ' عينات ' في القائمة بار، وحدد ' "عرض الصورة" ' لفتح ' "عارض الصور الطورية" ' .
2. 1. من التنقل بين الصور حدد صورة من مربع القائمة المنسدلة لعرض صورة معينة. انقر فوق رموز الأسهم الأيمن والأيسر للتمرير عبر الصور.
   2. تحديد قيمة سيغما SVM من مربع القائمة المنسدلة لعرض نتائج الكشف عن DC في تلك القيمة سيغما. حدد " أونبروسيسيد " من مربع القائمة المنسدلة لعرض صور raw دون مخططات كروموسوم.
   3. التحقق من ' عكس ' خانة الاختيار لعكس قيم الألوان والإضاءة لكل بيكسل في الصورة-
3. التحقق من ' الصورة في "قائمة المراقبة" ' خانة الاختيار لإضافة صورة مرئية ' قائمة المراقبة '. انقر فوق ' "قائمة المراقبة حفظ" إلى ملف نصي ' () رمز لحفظ أسماء كل الصور في قائمة المراقبة إلى ملف نصي.
4. صورة اختيار نماذج
   1. انقر فوق ' عرض كل الصور ' (التحديد الافتراضي) لتضمين كافة الصور في مربع القائمة المنسدلة لتحديد الصورة. مراقبة النص المجاور ' الصور المدرجة ' لاكتشاف جزء صغير الصور المحددة بالنموذج اختيار الصورة المطبقة حاليا.
   2. انقر فوق ' وشملت عرض الصور ' أن تدرج هذه الصور التي لم تستبعد من نموذج اختيار الصورة في مربع القائمة المنسدلة فقط.
   3. انقر فوق ' استبعاد عرض الصور ' لتضمين الصور التي استثنيت من نموذج اختيار الصورة التطبيقية في مربع القائمة المنسدلة.
   4. الاختيار ' استبعاد ' خانة الاختيار يدوياً استبعاد صورة واحدة-
      ملاحظة: يتم استعادة الصور المستثناة يدوياً إلى الصورة المحددة تعيين إذا تم تطبيق نموذج اختيار صورة في وقت لاحق-
   5. حفظ مجموعة صور عن طريق النقر ' حفظ التحديد ' زر. أدخل اسم ملف لحفظ التحديد عند مطالبتك بذلك. انقر فوق ' تحميل التحديد ' لتطبيق تحديد محفوظ مسبقاً.
   6. انقر فوق ' "تطبيق عوامل التصفية الصورة" ' لفتح ' المستندة إلى "تطبيق عامل تصفية" في نموذج اختيار الصورة "العينة الحالية" ' الحوار، مما يخلق، يحفظ، أو يطبق معايير اختيار الصور الطورية في عينة-
   7. حدد نموذج اختيار صورة من القائمة تتم تهيئته. انقر فوق ' موافق ' لتطبيق النموذج الحالي-
   8. أدخل وصفاً لنموذج جديد المطلوب، وتحديد ' "صورة استبعاد مرشحات" '، تعريف ' ترتيب الصور وإدراج '، وانقر فوق ' "حفظ التحديد نموذج" ' لإنشاء صورة اختيار نموذج.
      ملاحظة: تعريفات ' ترتيب الصور وإدراج ' أساليب وكل ' "صورة الاستبعاد تصفية" ' يمكن العثور في الوثائق الفورية البرنامج ¹⁴.

3. منحنى جيل

1. (Recommended optional step) "منحنى معايرة معالج"
   1. ضمان الحد أدنى من ثلاث عينات المعايرة موجودة في مساحة العمل قبل المتابعة. انقر فوق ' المعالجات ' في شريط القوائم وحدد ' "منحنى المعايرة" ' لفتح "معالج معايرة المنحنى".
      ملاحظة: على الرغم من أن ثلاثة فقط من عينات مطلوبة رياضيا لصالح وحساب منحنى معايرة، ينصح سبعة أو أكثر من العينات التي تغطي طائفة من التعرض بين 0 و 5 غراي. عينات إضافية ضرورية لتناسب منحنى المعايرة لاستجابة جرعة الخطية التربيعية، إلا أن القيم سيغما الأمثل قد تكون أقل من أجل الحصول على المنحنيات التي يمكن استخدامها لتقدير الجرعات المنخفضة (< 1 غراي)؛ تختلف قيم سيغما الأمثل لجرعات أعلى من هذا الحد (راجع الخطوة 3.1.4).
   2. المضي قدما من خلال شاشة معالج تمهيدية ووضع علامة اختيار بجوار كل عينة المعايرة المطلوبة. بالنسبة لكل معايرة العينة المختارة في هذه الطريقة، تحديد الجرعة الفعلية (في غراي) تعرض العينة إلى داخل حقل النص المجاور لها. يستمر إلى الشاشة التالية في المعالج.
   3. حدد نموذج تحديد صورة إذا كان المطلوب من قائمة النماذج المجمعة التي تحتوي على نماذج مختارة الصورة مسبقاً مع البرنامج بالإضافة إلى أي من النماذج التي تم إنشاؤها يدوياً. يستمر إلى الشاشة التالية في المعالج.
   4. تحديد قيمة سيغما SVM من مربع القائمة المنسدلة. يستمر إلى الشاشة التالية في المعالج .
      ملاحظة: ينصح قيمة 1.4 أو 1.5 سيغما SVM لتقديرات جرعات > 1 غراي، وقيمة 1.0 للتقديرات أدناه 1 غراي ( الشكل 2).
   5. مراجعة التحديدات السابقة على شاشة ملخص انقر فوق ' الانتهاء من ' لإكمال المعالج، مما تسبب في بريبوبولاتاد ' إنشاء منحنى ' مربع حوار لتظهر-

رقم 2: التصور لتأثير تغيير قيمة سيغما SVM من الخوارزمية على إيجابية حقيقية (TP) والتهم DC إيجابية كاذبة (FP)، معدل كالو التنبؤية الإيجابية (PPV)، وإيجابية حقيقية (TPR). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

2. إنشاء مربع حوار منحنى.
   1. (تخطي هذه الخطوة إذا استخدمت معالج) انقر فوق ' منحنيات ' في شريط القوائم وحدد ' "منحنى جديد" '. اختر ' المنحنى المناسب للاستجابة للجرعة البيانات ' من مربع القائمة المنسدلة عرض في مربع الحوار وانقر فوق ' موافق '.
   2. تحديد هوية فريدة من نوعها للمنحنى في ' تحديد هوية فريدة من نوعها لمنحنى جديد ' مربع النص داخل ' إنشاء منحنى ' الحوار.
   3. (اختياري) اكتب وصف لمنحنى جديد داخل ' إضافة وصفاً موجزاً للمنحنى إنشاء ' مربع النص.
   4. (تخطي الخطوات التالية إذا استخدمت معالج منحنى لإنشاء منحنى معايرة) تعيين قيم المنحنى.
      ملاحظة: معالج "منحنى المعايرة" هو موضح في الخطوة 3، 1 يجهز الحقول في ' إنشاء منحنى ' الحوار. تصف الخطوات التالية كيفية تعبئة هذه الحقول يدوياً. إذا تم استخدام المعالج، يمكن لا يزال أن يتبع بعض الخطوات أدناه إذا رغبت في ذلك، لإضافة أو إزالة بيانات إضافية.
      1. تحديد قيمة سيغما SVM من الخيارات في ' SVM ' مربع القائمة المنسدلة-يوصي بشدة بأن قيمة سيغما المختار هنا تطابق القيمة سيغما اختياره عند استخدام هذا المنحنى لإجراء تقدير الجرعة.
      2. (اختياري) حدد نموذج اختيار صورة عن طريق النقر ' "تحديد الملف" ' زر.
      3. انقر فوق ' إدخال ' لإضافة إدخال فارغ جديد إلى قائمة الاستجابة للجرعة تحت العنوان ' بيانات الإدخال بالجرعات استجابة لإنشاء منحنى '.
      4. إدخال الجرعة من عينة المعايرة في غراي تحت العنوان ' جرعة '.
      5. أدخل ' الاستجابة (DC/خلية) ' المستمدة من عينة الإخراج داخل وحدة التحكم عندما يتم تمييز عينة. حدد موقع قيمة DC/الخلية المناسبة لقيمة سيغما SVM المحددة سابقا في وحدة التحكم أو من نموذج تقرير المقابلة (5.1 خطوة، إذا كانت متوفرة)، وأدخل في هذا الميدان-
      6. كرر الخطوات الثلاث السابقة حتى تم إضافة جميع عينات المعايرة.
   5. الصحافة ' "التحقق من صحة البيانات" ' التأكد من محتوى الاستجابة الجرعة قائمة يتم تنسيقه بشكل صحيح – التحقق من كافة الحقول في القائمة استجابة الجرعة الخضراء المميزة التي تشير إلى بيانات صالحة.
   6. الصحافة ' موافق ' وضع الصيغة النهائية لإنشاء المنحنى. لحفظ منحنى جديد في ' "حفظ منحنى"؟ ' مربع الحوار الذي يظهر عند الضغط ' موافق '. أو انقر فوق ' حفظ منحنى إلى ملف منحنى أدسي ' () أبرز رمز داخل ' منحنيات ' القائمة في وقت لاحق.

4. تقدير جرعة

1. (Recommended optional step) "المعالج تقدير الجرعة"
   1. انقر فوق ' المعالجات ' في شريط القوائم وحدد ' "تقدير الجرعة" '.
   2. المضي قدما من خلال شاشة معالج تمهيدية وحدد منحنى معايرة التي تم إنشاؤها مسبقاً من مربع القائمة المنسدلة--سوف تظهر الخصائص الخاصة به أدناه. يستمر إلى الشاشة التالية في المعالج.
   3. ضع علامة اختيار بجوار عينات الاختبار من التعرض غير معروف لتضمينها في تقدير الجرعة. يستمر إلى الشاشة التالية في المعالج.
   4. التقيد بالوصف وخصائص نموذج اختيار الصورة المطبقة أثناء إنشاء منحنى المعايرة. نلاحظ أن صورة نفس التحديد نموذج يتم تطبيقها على عينات الاختبار المحدد. يستمر إلى الشاشة التالية في المعالج.
      ملاحظة: أدناه وصف نموذج اختيار الصورة، هو قام نفس النموذج وسيتم تطبيقها على عينات الاختبار اختيار. تطبيق نفس النموذج اختيار صورة للمعايرة واختبار العينات. وفي حين أنه من الممكن لتطبيق نماذج اختيار صورة مختلفة عن طريق اختيار نموذج مختلف من القائمة المنسدلة، وهذا غير مستحسن.
   5. تحديد قيمة سيغما SVM من القائمة المنسدلة. يستمر إلى الشاشة التالية في المعالج.
      ملاحظة: هو قام سيغما SVM القيمة المستخدمة أثناء إنشاء منحنى المعايرة. من المستحسن أن تتغير هذه القيمة-
   6. مراجعة التحديدات السابقة على الشاشة ملخص ثم انقر فوق ' الانتهاء من ' لإكمال المعالج-تتم تهيئته ' "حاسبة جرعة" ' سوف يظهر مربع حوار.
2. آلة حاسبة جرعة
   1. (تخطي هذه الخطوة إذا استخدمت معالج) تسليط الضوء على منحنى معايرة من قائمة المنحنيات تحت العنوان ' منحنيات '، انقر فوق ' منحنيات ' في القائمة بار، وحدد ' "حساب جرعة" ' لفتح ' "حاسبة جرعة" ' الحوار.
   2. (تخطي هذه الخطوات إذا تم استخدام معالج) تعيين قيم لتقدير الجرعات.
      ملاحظة: المعالج "تقدير الجرعة" الموصوفة في الخطوة 4، 1 يجهز الحقول في ' "حاسبة جرعة" ' الحوار. تصف الخطوات التالية كيفية تعبئة هذه الحقول يدوياً. إذا تم استخدام المعالج، يمكن لا يزال أن يتبع بعض الخطوات أدناه إذا رغبت في ذلك، لإضافة أو إزالة بيانات إضافية.
      1. فوق ' Sample(s) الاستخدام في مساحة العمل لملء ترددات DC ' () رمز وتسليط الضوء على اختبار عينات داخل ' "تجهيز العينات" في أدسي مساحة عمل ' قائمة لإضافة العينات المختارة ' ترددات DC "تقدير الجرعة" ' قائمة.
      حدد
      2. سيغما SVM القيمة والصورة تحديد نموذجا لهذه العينات من مربعات القائمة المنسدلة.
         ملاحظة: مطلوب قيمة سيغما SVM مطابقة القيمة سيغما المستخدمة في توليد منحنى المعايرة لتقدير الجرعة دقيقة. سيغما القيمة المقترنة مع منحنى المعايرة مسرود في الجزء السفلي من ' "حاسبة جرعة" ' الحوار.
      3. (اختياري) إضافة إضافية عينات الاختبار بتكرار الخطوتين السابقتين. وبدلاً من ذلك، أضف عينات متعددة في نفس الوقت بتسليط الضوء على نماذج متعددة في ' "تجهيز العينات" في مساحة عمل ' قائمة.
      4. (اختياري) انقر فوق ' إدخال قيمة تردد DC ' () رمز لإدخال يدوياً دج التردد غير مقترن بأي عينة إذا رغبت-تردد DC جديدة ستضاف إلى ' الانحرافات DC "تقدير الجرعة" ' قائمة.
      5. (اختياري) انقر نقراً مزدوجاً ' اسم ' الميدانية لتردد DC تم إدخالها يدوياً بتعديل اسمها.
      6. (اختياري) تسليط الضوء على العينات المناسبة وانقر فوق ' "العاصمة إزالة" التردد ' () رمز لإزالة العينات التي تم إضافتها إلى ' DC الانحرافات "تقدير الجرعة" ' قائمة في خطأ-
   3. انقر فوق ' موافق ' لإغلاق ' "حاسبة جرعة" ' وإجراء تقدير الجرعة-والنتائج على الإخراج إلى وحدة التحكم.
   4. كما يتم عرض نتائج تقدير الجرعة في وحدة التحكم في تنسيق جدولي لكل عينة الاختبار، مراقبة ' تردد DC '، ' SVM '، ' "الجرعة المقدرة" ' (يتضمن تقديرات لما الجرعة البيولوجية عينة الاختبار في غراي)، و ' "تطبيق نموذج اختيار الصورة" ' الحقول.

5. الإبلاغ عن

ملاحظة: الأسلوب المستخدم لاسم تقرير وحدد دليل الذي تم حفظه مشتركة بين جميع أنواع التقارير. A ' "اسم التقرير" ' يجب توفيرها. عندما يتم إنشاء تقرير، سيتم إنشاء دليل يحتوي على ملفات التقرير تلقائياً باستخدام هذا الاسم. سيتم وضع هذا الدليل هو داخل ' "مجلد تقرير" '. بشكل افتراضي، ' "مجلد تقرير" ' هو دليل المسمى ' التقارير ' موجود في الدليل البيانات المحددة أثناء التثبيت.

1. نموذج تقرير
   1. انقر فوق ' التقرير ' في شريط القوائم وحدد ' "نموذج تقرير" ' لفتح ' إنشاء نموذج تقرير ' الحوار.
   2. أدخل اسماً للتقرير في ' "اسم التقرير" ' حقل النص. انقر فوق ' تصفح ' تعديل ' "مجلد تقرير" ' إذا رغبت في ذلك.
   3. حدد واحد على الأقل العينة المجهزة تضمينها في التقرير عن طريق وضع علامة اختيار بجوار عينات ملائمة في ' تحديد عينات ' قائمة.
   4. تحديد قيم نطاق سيغما SVM لتوليد DC توزيع قطع الأراضي عن طريق تحديد قيم في ' مين ' و ' ماكس ' مربعات القائمة المنسدلة ضمن ' "توزيع وحدات تحكم المجال Dc" في عينة ' المنطقة. استبعاد العاصمة توزيع قطع الأراضي من التقرير إذا رغبت بإلغاء تحديد ' تشمل ' خانة الاختيار في ' "توزيع وحدات تحكم المجال Dc" في عينة ' المنطقة.
   5. تحديد المؤامرات التي تتضمن إحصاءات التصفية تضمينها في التقرير عن طريق وضع علامات الاختيار الموجودة بجوار قطع المناسبة في ' حدد قطع ' المنطقة. انقر فوق ' موافق ' لإنشاء التقرير.
2. التقرير منحنى
   1. انقر فوق ' التقرير ' في شريط القوائم وحدد ' "التقرير منحنى" ' لفتح ' إنشاء تقرير منحنى ' الحوار.
   2. أدخل اسماً للتقرير في ' "اسم التقرير" ' حقل النص. انقر فوق ' تصفح ' لتعديل ' "مجلد تقرير" ' إذا رغبت في ذلك.
   3. حدد منحنى واحد على الأقل تضمينها في التقرير عن طريق وضع علامة اختيار بجوار المنحنيات المناسبة في ' تحديد المنحنيات التي ستدرج في التقرير ' قائمة. انقر فوق ' موافق ' لإنشاء التقرير.
3. تقرير تقدير الجرعة
   1. الجرعة إجراء تقدير الخطوات الموضحة في القسم 4-
      ملاحظة: يتم إنشاء تقارير تقدير الجرعة من النتائج المشار إليها في مجالات الأرض ووحدة التحكم. وبالتالي، يجب أن تكون مؤامرة تقدير جرعة موجودة في مساحة الأرض في الوقت يتم إنشاء تقرير.
   2. انقر فوق ' التقرير ' في شريط القوائم وحدد ' "تقرير تقدير الجرعة" ' لفتح ' إنشاء تقرير تقدير الجرعة ' الحوار.
   3. أدخل اسماً للتقرير في ' "اسم التقرير" ' حقل النص. انقر فوق ' تصفح ' لتعديل ' "مجلد تقرير" ' إذا رغبت في ذلك.
   4. انقر فوق ' موافق ' لإنشاء التقرير.

6. مراجعة القدرات

ملاحظة: البرنامج يسجل جميع العمليات المنفذة خلال جلسة في ملف سجل. ويوفر البرنامج تطبيق برامج الملحقة التي تمكن ملفات السجل ليتم عرضه، البحث، تستخدم لتقييم سلامة التحليل، وفي بعض الحالات، لاسترداد بيانات عينة غير مكتملة أو قبل الأوان إنهاء دورات.

1. فوق ' المساعدة ' في شريط القوائم وحدد ' "عرض سجلات" ' لفتح ملف سجل عارض البرنامج التكميلي.
يتم سرد ملفات السجل ضمان
2. في الشريط الجانبي على الجانب الأيسر من النافذة. إذا كانت أية ملفات مرئية، انقر فوق ' ملف '، اختر ' دليل ملف السجل حدد '، واستعرض للوصول إلى دليل الذي يحتوي على ملفات السجل-
3. انقر نقراً مزدوجاً فوق اسم ملف سجل في الشريط الجانبي لعرض محتويات ملف السجل في ' عارض ' التبويب
4. حدد ' البحث ' علامة التبويب، وإدخال مصطلحات للبحث عن واحد أو أكثر من ملفات سجل البحث.
   1. إدخال معلمات البحث إذا كنت ترغب في ' من '، ' إلى '، ' المستخدم '، ' ترخيص '، ' عملية '، و ' معلمات ' الحقول.
   2. استخدم المنزلق لتحديد ' نتائج البحث الحد الأقصى لكل ملف '.
      ملاحظة: بعض معلمات البحث، مثل اسم المستخدم، سيعود العديد من النتائج في كل ملف السجل المطابق. هذه المعلمة يحدد عدد نتائج البحث المعروضة في كل ملف السجل-
   3. ضع علامة اختيار في ' البحث الضوء فقط على الملفات ' خانة الاختيار (كل سجل يتم البحث في الملفات بشكل افتراضي)، وتسليط الضوء على ملفات السجل في الشريط الجانبي للبحث عن مجموعة فرعية ملفات السجل فقط.
   4. التحقق من ' القيام بالتحقق من سلامة ' خانة الاختيار (ممكن بشكل افتراضي) فحص كل ملف سجل مؤهلة للبحث عن الأخطاء المتعلقة بإنهاء برنامج غير متوقع.
   5. انقر فوق ' البحث عن ' للبحث في ملفات السجل ومراقبة البحث النتائج على الجانب الأيمن من النافذة-
   6. انقر فوق ' عرض ملف السجل ' الزر المجاور لنتيجة بحث إبراز وعرض الخط المشار إليه في ' عارض ' التبويب
5. قضايا سلامة ملف سجل
   1. انقر ' سلامة ' علامة تبويب لعرض الأخطاء التي يتم العثور عليها أثناء التحقق من سلامة (إذا كان طلب الشيك).
      ملاحظة: يجب إجراء بحث فحص ملفات السجل لقضايا السلامة. لإجراء تدقيق تكامل دون البحث في ملفات السجلy شروط البحث، ببساطة ترك جميع الحقول المعلمة البحث السوداء في ' البحث ' علامة التبويب، وضمان ' القيام بالتحقق من سلامة ' محدداً، وانقر فوق ' البحث '. إذا تم العثور على قضايا السلامة، ' سلامة ' سوف تصبح علامة التبويب لون الخلفية احمرت
   2. سلامة حل المسائل (الإخراج يتم تجميعها بواسطة ملف السجل) كلما كان ذلك ممكناً-
      ملاحظة: لمزيد من المعلومات فيما يتعلق بالخطوات لحل قضايا السلامة، راجع الوثائق الفورية ¹⁴-

7. منحنى وتقدير الجرعة إحصائيات خيارات

1. انقر فوق ' إعدادات ' في شريط القوائم وحدد ' "إحصائيات خيارات" ' لفتح ' "خيارات الإحصائيات" ' الحوار.
2. حدد منحنى معايرة المناسب أسلوب (المربعات أو احتمال كحد أقصى) من مربع القائمة المنسدلة.
3. ضع علامة اختيار بجوار ' عرض المعايرة منحنى 95% CI، وجد ' لعرض فواصل الثقة 95% عند رسم منحنى معايرة.
4. ضع علامة اختيار بجوار ' يحسب تقدير الجرعة CI 95% بسبب بواسون ' لحساب حدود الثقة 95% على تقديرات الجرعات استناداً إلى طبيعة Poisson الغلة DC.
5. ضع علامة اختيار بجوار ' يحسب تقدير الجرعة CI 95% بسبب المنحنى، وجد ' لحساب حدود الثقة 95% على تقديرات الجرعات استناداً إلى عدم اليقين ذات الصلة بمنحنى المعايرة.

النتائج

اختبار البرمجيات أجريت مع بيانات الصورة كروموسوم الطورية التي تم الحصول عليها من المفوض السامي وكنل. كانت المشع عينات الدم بوحدة شراد-320 (250 كيلوفولت الأشعة السينية، 12.5 mA، 2 مم الترشيح، ومعدل الجرعة: 0.92 أو 1.7 غراي/دقيقة) معايرة بدائرة أيون في المفوض السامي ومعالجتها في كل المختبرات. كانت مثقف عينات لمفاويات الدم المحيطي وثابتة والملون في كل منشأة وفقا للبروتوكولات المعمول بها^3،15. تم القبض على الطورية الصور من الشرائح Giemsa الملطخة بشكل مستقل بكل مختبر باستخدام نظام الفحص المجهري الآلي. الخبراء في كل مختبر وسجل DCs في العديد من هذه العينات يدوياً وشيدت منحنيات المعايرة الخاصة بهم وتقدير جرعات من عينات الاختبار من التعرض غير معروف. ويرد وصف مفصل لهذه البيانات في الجدول 1.

الجرعة الفعلية	والغرض	إعداد المفوض السامي		إعداد كنل
		الاسم المشار إليه	# صور	الاسم المشار إليه	# صور
0 غراي	معايرة	HC0Gy	731	CNL0Gy	798
0.1 غراي	معايرة	HC01Gy	2162	نا	نا
غراي 0.25	معايرة	HC025Gy	1826	نا	نا
0.5 غراي	معايرة	HC05Gy	1054	CNL05Gy	1532
غراي 0.75	معايرة	HC075Gy	1233	نا	نا
1 غراي	معايرة	HC1Gy	1566	CNL1Gy	841
2 غراي	معايرة	HC2Gy	1147	CNL2Gy	996
3 غراي	معايرة	HC3Gy	1212	CNL3Gy	1188
4 غراي	معايرة	HC4Gy	909	CNL4Gy	1635
5 غراي	معايرة	HC5Gy	1019	نا	نا
3.1 غراي	اختبار	HCS01	540	CNLS01	500
2.3 غراي	اختبار	HCS08	637	CNLS08	500
1.4 غراي	اختبار	HCS10	708	نا	نا
1.8 غراي	اختبار	HCS04	600	CNLS04	957
2.8 غراي	اختبار	HCS05	1136	CNLS05	1527
3.4 غراي	اختبار	HCS07	477	CNLS07	735

الجدول 1: مصادر بيانات الصورة التي قدمها المفوض السامي وكنل لتقييم البرنامج-
الحاشية: تعديل من الجدول 1 في روغان et al.، 2016⁴. الصور المختارة يدوياً فقط كانت متاحة في السابق بالنسبة لنا من كنل. الصور غير المصفى قد أصبحت متاحة والتهم الصورة يتم تحديثها وفقا لذلك. بالإضافة إلى ذلك، وحديثا الحصول على عينات HC (0.25Gy و 0.75Gy و 5Gy) وترد هنا.

اختيار صورة تلقائية في عينات

جودة الصورة حاسمة بالنسبة لاكتشاف DC الصحيح في تحليل DC. عادة يتم اختيار صورة من الأخصائيين الخلوية الوراثية يدوياً في التحليل التقليدي في العاصمة. ADCI يستخدم معايير الصورة الكمية لتحديد الصور قبل حساب تردد DC¹⁶تلقائياً. يمكن للمستخدمين أما تصفية الصور استناداً إلى مورفولوجيس كروموسوم معين و/أو فرز الخلايا وفقا للحصص النسبية لأطوال الكائنات وفقا لأطوال المعروفة من المجموعات الخلوية الوراثية تعريف الكروموسومات في تناذر الإنسان عادي (يطلق عليه أسلوب المجموعة-بن المسافة). استخدام عوامل التصفية المتوفرة المورفولوجية العتبات الثابتة على نطاق لرفض الصور خلية مع مجموعات كروموسوم غير مكتملة أو مع ميتافاسيس متعددة، مع الكروموزومات بروميتافاسي، مع شقيقة بارزة الانفصال تشروماتيد، مع درجة عالية من بنت والملتوية الكروموسومات، مع الكائنات التي لها سلسة معالم مميزة نوى سليمة، وتلك التي تعتبر أقل الكائنات الكروموسومات. الشكل 3 (أ) و (ب) إظهار أمثلة من الصور المحددة، بينما الرقم 3 (ج) و (د) أمثلة للصور التي تم تصفيتها واسطة البرنامج. هذه الصور هي المستمدة من عينة HCS05 (كما هو موضح في الجدول 1)، ويتم تحديد نموذج اختيار الصورة المحددة مسبقاً التي في صفوف جميع الصور بمجموعة بن المسافة، ثم يختار أفضل الصور 250. الكروموزومات في الشكل 3 (أ) (ب) يتم فصل جيدا، ومعرض مورفولوجيا مرضية. الشكل 3 (ج) يحتوي على أرقام المفرط الكتل كروموسوم المتراكبة. الشكل 3 (د) يظهر الأخت شديدة فصل تشروماتيد. أخت شقاً الصبغي مفصولة تماما عن 8 على الأقل من الكروموزومات والتشنج سينتروميريك تتسم بالغموض في معظم من الكروموزومات الأخرى.

الشكل 3: أمثلة من "الصور الطورية" في عينة HCS05 (التكبير: 63 X)، أونسيليكتيد والمحددة بالنموذج '"مجموعة بن نصف القطر"، أعلى 250 الصور'. (أ) و (ب) من الصور المحددة. (ج) و (د) من الصور التي أزيلت من النموذج. (ج) استبعدت لأنها تتضمن الكروموسومات متداخلة كثيرة جداً وقد (د) إعداد مفرطة من أخت المنفصلين عن ذويهم شقاً الصبغي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

آثار تطبيق هذه النماذج اختيار الصورة يتضح بدراسة مستوى الثقة لاكتشاف DC في عينة. التواجدات لوحدات تحكم المجال Dc في عدد أن خلايا في نموذج المشع يتبع توزيع بواسون. ويقارن اختبار chi-square الخير لتناسب توزيع تردد DC الملحوظ لتناسب المتوقعة لتوزيع بواسون. نماذج أن تصفية نموذج البيانات بشكل صحيح يحمل ترددات DC لا تختلف كثيرا عن Poisson المتوقعة تستمد القيم (عادة مستوى الأهمية > 0.01). يعرض الرقم 4 تكرارات DC والمقابلة يناسب لتوزيع بواسون للعينة HC4Gy كل الصور مقابل فقط الصور التي اختارها نموذج "مجموعة بن نصف القطر، صور 250 الأعلى". الشكل 4 (ب) يظهر أفضل ملاءمة لتوزيع بواسون. P-القيمة (0.36) لمجموعة الصور التي تمت تصفيتها إلى حد كبير يتجاوز توزيع DC غير المصفى في الشكل 4 (أ). أما 5% أو 1% أهمية المستويات، العينة غير المصفى في الشكل 4 (أ) هو أقل موثوقية، مرفوض لأنه يحتوي على بيانات DC جودة أقل، كفرضية العدم توزيع Poisson لوحدات تحكم المجال Dc.

4 الرقم: لقطات من العاصمة متناسباً مع ترددات تلائم Poisson دستريبوشنز من HC4Gy عينة في البرنامج- (أ) تكون جميع الصور المدرجة، (ب) فقط الصور التي اختارها النموذجي (مجموعة بن نصف القطر، الصور أعلى 250) يتم تضمين. الأسطورة (أعلى اليمين) يشير إلى الإحصاءات للاحتواء على توزيع بواسون (مؤشر التشتت والاختبار مو لامدا) والخير Chi-square لاختبار تناسب (قيمة p) الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

اكتشاف كروموسوم ديسينتريك (DC)

دقة الكشف عن DC هو اشتراط شرط حاسم ADCI. بشكل صحيح الكشف عن وحدات تحكم المجال Dc، وتلك التي غاب عن البرنامج على التوالي تعرف أنها إيجابيات حقيقية (TPs) والسلبيات كاذبة (فنس). الكائنات التي هي ليست وحدات تحكم المجال Dc، ولكن بشكل غير صحيح الكشف عن وحدات تحكم المجال Dc، يشار إلى إيجابيات كاذبة (FPs). إطارا في الثانية تشمل الصبغيات مونوسينتريك، شظايا كروموسوم، الأخت المنفصلين شقاً الصبغي وكتل كروموسوم المتراكبة والكائنات غير كروموسومية. يبين الشكل 5 نتائج الكشف عن DC في الصورتين الطورية. الكائنات 1 و 3 من النقاط التجارية، بينما هو كائن 4 تنظيم الأسرة تتألف من اثنين من الكروموسومات مونوسينتريك متميزة ملتصقين على طول أسلحتهم قصيرة. في الشكل 5 (أ)، والكائن 2 كان في الأصل تنظيم الأسرة، لكن فيما بعد تصحيح مرشحات FP في البرنامج. 5 وكائن 6 في الشكل 5 (ب) أمثلة المحتمل فنس.

5 الرقم: لقطات من الإشارة إلى تصنيف الكروموسومات الطورية المحتملة DCs. (A) صورة في نموذج CNL1Gy (التكبير: 63 X) عرض 1 TP، الكائن "1"؛ وتصحيح 1 FP، الكائن "2". (ب) صورة في نموذج CNL4Gy (التكبير: 63 X) عرض 1 TP، الكائن "3"؛ 1 FP، الكائن "4"؛ و 2 فنس المحتملة، كائنات "5" و "6". وترد النقاط التجارية وتصحيحها في الثانية، مونوسينتريك العادي والكروموسومات غير مصنفة على التوالي مع ملامح الأحمر، والأصفر، والأخضر والأزرق. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

تقدير الجرعات لعينات الاختبار

النتيجة النهائية لتحليل أدسي وتقدر الجرعة عينات يستدل من منحنيات المعايرة. تقديرات الجرعات البرمجيات لاختبار العينات في الجدول 1 يبين الجدولان 2 و 3. للمقارنة، تنبعث الجرعة الإشعاعية الفعلية ويتم الإشارة إلى دليل الجرعات سجل الخبراء على المفوض السامي لعينات HCS01 و HCS08 و HCS10. وبالمثل، يظهر المادية ودليل الجرعات وسجل الخبراء كنل ل CNLS04 و CNLS05 و CNLS07.

الشكل 6 يوضح منحنيات المعايرة مع تقديرات الجرعات الإشعاعية لوزارة الصحة الكندية عينات المختبر بيودوسيميتري HCS01، HCS08، HCS10، HCS04، HCS05 و HCS07. يتم إنشاء منحنى المعايرة باستخدام عينات HC0Gy، HC1Gy، HC2Gy، HC3Gy، و HC4Gy. يتم تطبيق نموذج اختيار الصورة التي تحتوي على 3 عوامل التصفية المستندة إلى درجة Z + "مجموعة بن نصف القطر، الصور أعلى 250" لجميع العينات. وترد في الجدول 2تقديرات الجرعات جنبا إلى جنب مع التحليلات الإحصائية المرتبطة بها.

رقم 6: لقطة تقدير الجرعة من عينات الاختبار HC. مربعات سوداء تمثل عينات المعايرة. يتم اختيار الصور في اختبار العينات وعينات المعايرة النموذجية (3 FP المرشحات + المجموعة بن المسافة، أعلى الصور 250). تمثل الخطوط المنقطة سميكة تعيين وحدات تحكم المجال Dc/الطورية من خلال منحنى المعايرة للجرعة المقدرة. خطوط منقطة رقيقة تدل على أعلى وأدنى حدود الثقة 95% من وحدات تحكم المجال Dc/الطورية. رموز لاختبار عينات اللون: أحمر، HC S01 (الجرعة الفعلية: 3.1Gy، المفوض السامي الاستدلال بالجرعات: 3.4Gy، أدسي: 3Gy)؛ أخضر داكن، HC S04 (الجرعة الفعلية: 1.8Gy، أدسي: 1.85Gy)؛ مشرق الأزرق، HC S05 (الجرعة الفعلية: 2.8Gy، أدسي: 2.95Gy)؛ الأزرق الداكن، HC S07 (الجرعة الفعلية: 3.4Gy، أدسي: 2.35Gy)؛ أحمر داكن، HC S08 (الجرعة الفعلية: 2.3Gy، المفوض السامي الاستدلال بالجرعات: 2.5Gy، أدسي: 2Gy)؛ أخضر ساطع، HC S10 (الجرعة الفعلية: 1.4Gy، المفوض السامي الاستدلال بالجرعات: 1.4Gy، أدسي: 0.95Gy). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

عينات	الجرعة الفعلية	HC الاستدلال الجرعة	ADCI تقدر الجرعة	تقدر الجرعة LCL	تقدر الجرعة UCL	فالقيمه *
HCS01	3.1	3.4	3	2.3	3.8	0.117
HCS08	2.3	2.5	2	1.4	2.7	0.815
HCS10	1.4	1.4	0.95	0.5	1.55	0.211
HCS04	1.8	نا	1.85	1.25	2.55	0.0293
HCS05	2.8	نا	2.95	2.25	3.75	0.00354
HCS07	3.4	نا	2.35	1.7	3.1	0.0002

الجدول 2: جرعة تقدير نتائج عينات الاختبار HC.
الحاشية: تعديل من الجدول 3 في روغان et al.، 2016⁴. استندت تقديرات الجرعات ADCI سبق الإبلاغ عنها إلى الصور غير المصفى وأنجز تركيب منحنى باستخدام طريقة المربعات الصغرى. هنا، كان صالح منحنى المعايرة باستخدام الأسلوب أقصى احتمال وتم تطبيق نموذج اختيار صورة التي تحتوي على مرشحات FP 3 + "مجموعة بن نصف القطر، الصور أعلى 250" قبل تقدير الجرعة. تقدر الجرعة UCLو LCL تشير إلى الجرعة الأعلى تقدير وأدنى حدود الثقة 95% استناداً إلى طبيعة Poisson الغلة DC. * تشي الخير مربعا لتناسب توزيع Poisson النظرية؛ NA: لم تقدم نتائج الجرعة المستدل يدوياً.

وتقدر الجرعة الإشعاعية للعينات المأخوذة من CNLS04 المختبرات النووية الكندية، CNLS05 و CNLS07 و CNLS01 و CNLS08 وترد في الشكل 7. يتم إنشاء منحنى المعايرة باستخدام عينات CNL0Gy، CNL0.5Gy، CNL1Gy، CNL2Gy، CNL3Gy، و CNL4Gy. قمنا بتطبيق نموذج اختيار صورة المكونة من 6 مرشحات وتنظيم الأسرة لجميع العينات. يتم إظهار النتائج مع التحليلات الإحصائية في الجدول 3.

7 الرقم: لقطة تقدير الجرعة من عينات الاختبار كنل- مربعات سوداء تمثل عينات المعايرة. ويتم اختيار الصور في اختبار العينات وعينات المعايرة باستخدام مرشحات FP 6. تمثل الخطوط المنقطة سميكة تعيين وحدات تحكم المجال Dc/الطورية من خلال منحنى المعايرة للجرعة المقدرة. خطوط منقطة رقيقة تدل على أعلى وأدنى حدود الثقة 95% من وحدات تحكم المجال Dc/الطورية. رموز لاختبار عينات اللون: أحمر، S04 كنل (الجرعة الفعلية: 1.8Gy، جرعة كنل الاستدلال على: 1.7Gy، أدسي: 1.95Gy)؛ أحمر داكن، S05 كنل (الجرعة الفعلية: 2.8Gy، جرعة كنل الاستدلال على: 2.7Gy، أدسي: 3.05Gy)؛ أخضر ساطع، S07 كنل (الجرعة الفعلية: 3.4Gy، جرعة كنل الاستدلال على: 3.1Gy، أدسي: 3.4Gy)؛ أخضر داكن، S01 كنل (الجرعة الفعلية: 3.1Gy، أدسي: 3.75Gy)؛ الأزرق، S08 كنل (الجرعة الفعلية: 2.3Gy، أدسي: 2.8Gy). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

عينات	الجرعة الفعلية	كنل الاستدلال الجرعة	ADCI تقدر الجرعة	تقدر الجرعة LCL	تقدر الجرعة UCL	فالقيمه *
CNLS04	1.8	1.7	1.95	1.25	2.45	0.0545
CNLS05	2.8	2.7	3.05	2.75	3.35	0.325 وذلك اعتبارا
CNLS07	3.4	3.1	3.4	3	3.75	0.473
CNLS01	3.1	نا	3.75	3.35	> 4	7.63E-11
CNLS08	2.3	نا	2.8	2.25	3.3	0.777

الجدول 3: جرعة كنل تقدير نتائج اختبار العينات.
الحاشية: تعديل من الجدول 3، روغان et al., 2016⁴. ADCI تقديرات الجرعات التي سبق الإبلاغ عنها كانت تستند إلى فلتر (HC) أو يدوياً بتحديد الصور (كنل) وأنجز تركيب منحنى باستخدام طريقة المربعات الصغرى. هنا، كان صالح منحنى المعايرة باستخدام الأسلوب أقصى احتمال وتم تطبيق نموذج اختيار صورة التي تحتوي على مرشحات FP 3 + "مجموعة بن نصف القطر، الصور أعلى 250" قبل تقدير الجرعة. الجرعة المقدرة UCL و LCL، على التوالي، تشير إلى الجرعة الأعلى المقدر وأدنى حدود الثقة 95% استناداً إلى طبيعة Poisson الغلة DC.
* تشي الخير مربعا لتناسب توزيع Poisson النظرية؛ NA: نتائج الجرعات يدوياً المستدل لم تكن متوفرة.

تقدير الجرعات الإشعاعية داخل نطاق خطي منحنى المعايرة (< 1 غراي) يمكن أن يؤديها مع البرمجيات، ولكن سيغما ينصح بقيمة 1.0 لمواصلة الحد من تواتر محصها DCs (الشكل 8).

8 الرقم: لقطات من اثنين من منحنيات المعايرة المستمدة من عينات المعايرة المفوض السامي في قيم سيغما المختلفة. (أ) HC معايرة العينات: 0Gy، 2Gy، 3Gy، 4Gy، و 5Gy في سيجما = 1.5. (ب) المفوض السامي معايرة العينات: 0Gy، 0.25Gy، 0.5Gy، 0.75Gy، 1Gy، 2Gy، 3Gy، 4Gy، و 5Gy باستخدام سيجما SVM = 1.0. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

هذه التحليلات تشير إلى أن هناك صغيرة، ولكن تفسير الاختلافات مقبولة بين الجرعات البدنية وبيولوجيا المستدل بالخبراء والبرامج. الفرق بين تقدير برنامج أو دليل من الجرعة الفعلية يشار إلى "خطأ". هو الخطأ في جرعات المستدل من عينات يدوياً وسجل المفوض السامي وكنل ≤0.3 غراي. التجهيز الآلي بالبرنامج أقل دقة من الخبراء، لكن عموما في الحدود ± 0.5 غراي³الفرز المحددة من قبل الوكالة. لمعظم عينات الاختبار في الجدولين 2 و 3، أنتج البرنامج النتائج الصحيحة داخل هذه العتبة. ومع ذلك، يحمل HCS07 و CNLS01 فقراء الخير-من-نوبة لتوزيع بواسون، مما يوحي بأنه كانت هناك مشاكل محتملة في الصورة ونوعية DC في هذه العينات التي لم يتم حلها بتطبيق الصورة ونماذج مختارة وتنظيم الأسرة. يبدو أن عتبة أهمية قيمة p المفرطة الصرامة في حالة HCS05، حيث أن البرنامج تحديد بدقة الجرعة الصحيحة.

Discussion

قدرات وقيود البرامج

ويدخل البروتوكول، المذكورة في هذه الورقة إجراء تدريجي النموذجية المستخدمة في أدسي لاستيراد ومعالجة الصور الطورية الخلوية الوراثية، وإنشاء الإشعاع منحنيات المعايرة وتقدير الجرعة البيولوجية في الأفراد أو عينات معرضة للمجهول مستويات الإشعاع. ومع ذلك، ليس ضروريا تنفيذ هذه التعليمات تسلسلياً. على سبيل المثال، العديد من عينات الاختبار من جرعة غير معروف يمكن معالجتها وتحليلها باستخدام منحنى المعايرة precomputed نفسه. وعلاوة على ذلك، بمجرد اكتمال التجهيز، يمكن تكراره اختيار الصورة والعاصمة تصفية نماذج المستخدم. تطبيق نموذج اختيار الصورة المناسبة يعتمد على الخصائص ونوعية البيانات صورة الطورية، الذي يعتمد بدوره على البروتوكول المختبرية المستخدمة في إعداد الخلايا وصرامة المعايير المستخدمة لتحديد الخلايا التي تحتوي على كل من الآلي أنظمة التقاط الطورية. مورفولوجيس كروموسوم ستختلف بين بيودوسيميتري ومختبرات الخلوية الوراثية، وهكذا، ينبغي تقييم نماذج اختيار الصورة من قبل المستخدم لتحديد ما إذا كانت النماذج اختيار صورة المعرفة مسبقاً المتوفرة مع البرنامج ستكون كافية إنتاج تقديرات الجرعات دقيقة، أو ما إذا كانت النماذج المخصصة مع المعرفة من قبل المستخدم عتبات تحتاج إلى إنشاء. استناداً إلى تجربتنا، يتأثر فعالية نماذج اختيار الصورة المصدر ونوعية الصور الخلية. يمكن للمستخدمين تصميم معايير اختيار الصورة الخاصة بهم باستخدام تركيبات مختلفة من المرشحات للقضاء على وحدات تحكم المجال Dc إيجابية زائفة ونماذج اختيار الصورة، والقيم المناظرة في عتبة لتحديد الصور المطلوبة. هناك مرونة في إدخال منحنيات المعايرة وتقدير الجرعة، كما يمكن تعديل معاملات منحنى الخطية التربيعية وترددات DC أو إدخال يدوياً.

على الرغم من أن البرنامج هو مؤتمتة بالكامل، الصور يمكن يدوياً مراجعتها وتحديدها. تتوفر هذه الإمكانية إدراج أو إزالة الصور المجهزة على حدة من خلال وظيفة "المجهر عارض" في واجهة المستخدم الرسومية الرئيسية. ومع ذلك، نظراً للأتمتة، البرنامج أكثر فعالية إلى حد كبير بالمقارنة مع دليل التسجيل من صور الطورية والعد وحدات تحكم المجال Dc. يمكن معالجة عينة تتألف من 1000 الصور في 20 (tiff) إلى 40 دقيقة (جي بي جي) على محطة أداء متعددة النواة. هذا البرنامج سيكون مفيداً بشكل خاص في حالات الوقت الحرج أو كثيفة العمالة، مثل الأحداث التي تعرضت عدة أفراد أو يشتبه في أنها قد تعرضت للإشعاع، أو حيث يشخص الحساسة للوقت والعلاج وتعد القرارات الحاسمة.

إنتاجية عالية الدقة ودقة الكشف عن وحدات تحكم المجال Dc، فضلا عن تقدير الجرعة ضرورية لتقييم الإشعاع غير المراقب. البدائل الأخرى المتاحة للبرنامج لا تفي كل من هذه المتطلبات. تحليل الخلوية الوراثية مساعدة المستخدم، والمستندة إلى الصور (دكسكوري، ميتاسيستيمس¹⁷) يتطلب نظام التحقق اليدوي من وحدات تحكم المجال Dc مرشحا، نتيجة لخطأ في ارتفاع معدل تعزى إلى التي لم يتم تصحيحها التداخل بين الكروموسومات، ولا يحدد النظام جرعة الإشعاع. دكسكوري لن يكون فعالاً بقدر أدسي في حدث إشعاع التي تنطوي على عدد كبير من الأفراد المعرضين محتملة. نظم مجهر فتحه كبيرة يمكن جمع صور متعددة الخلايا الطورية¹⁸، بيد أنهم لا تحليل لها. "كاباس"¹⁹ و²⁰ "تقدير الجرعة" البرمجيات يمكن أن تولد معايرة المنحنيات وتقدير الجرعة، ولكن نقاط لا وحدات تحكم المجال Dc. تشمل فحوصات بيودوسيميتري الأخرى التي لا تستند إلى تحليل DC H2AX الأسفار، يسبر fluorescence في الموقع التهجين مع الحمض النووي الكروموسومات مستهدفة محددة، والتعبير الجيني، والانزيم ميكرونوكليوس، والبول والمؤشرات الحيوية التنفسية. هذه الأساليب أقل محددة وأقل حساسية للإشعاع المؤين، يمكن أن يكون أكثر تكلفة، وفي بعض الحالات، وهي أكثر استهلاكاً للوقت، وعموما ليست موحدة عبر مختبرات مرجعية متعددة. معظم هذه التقنيات لا يكشف استجابات الإشعاع مستقرة، حيث لا يمكن استخدامها لتقييم المدى الطويل (> 7 أيام بعد التعرض) من الجرعة الإشعاعية. على النقيض من ذلك، وهذا يمكن تقييم الأفراد تصل إلى 90 يوما بعد التعرض، ويمكن معالجة البيانات من أي مجهر المختبرات cytogenetics نظام التصوير. ومع ذلك، إذا كان يتم رسمها على عينة > ينخفض بعد التعرض، حساسية بسبب الانحلال من الانحرافات ديسينتريك^1،،من²³ 4 أسابيع ولا يصحح البرنامج حاليا ترددات DC للتأخير في أخذ العينات الأفراد المعرضين.

هذا البرنامج لديه بعض القيود. نماذج اختيار الصورة الحالية حدد معظمها الطورية مقبولة الصور، ولكن في بعض الحالات، يفشل للقضاء على الصور غير المرضية، والتي يمكن أن تقلل من دقة الكشف عن DC. أنها لا تزال مسألة مفتوحة كيفية تصميم نموذج اختيار صورة مرضية أن يلغي جميع الخلايا الطورية غير مناسب. البرنامج يوفر تقديرات دقيقة للعينات التي تتعرض لجرعات الإشعاع (≥ 2 غراي). وعلى الرغم من التقدم الكبير في الحد من العدد من وحدات تحكم المجال Dc إيجابية زائفة¹⁶، لم يتم القضاء هذه الكائنات. انخفاض جودة الطورية الخلايا في الجرعات المنخفضة من الإشعاع (وبخاصة < غراي 1) أكثر عرضه لاكتشاف DC إيجابية كاذبة. ولذلك، ليست مشمولة عينات جرعة منخفضة عند إنشاء منحنى المعايرة المستخدمة لتقدير الجرعة من عينات الاختبار المفوض السامي. بيد إذا كان المطلوب هو منحنى يحتوي على عينات جرعة منخفضة، انخفاض قيمة سيغما SVM يقلل من التهم إيجابية كاذبة في عينات جرعة منخفضة لكن قد يسفر عن تدني المحاصيل DC في عينات جرعة عالية. الشكل 8 يقارن المنحنى HC المستخدمة لتقدير الجرعة (سيجما = 1.5) مع منحنى معايرة تتناسب مع عينات إضافية من الجرعات المنخفضة في انخفاض قيمة سيغما SVM (1.0). في عينات مع عدم كفاية إعداد الخلايا الطورية و/أو سوء نوعية الطورية الصور، قد لا تكون ممكنة لدقة تقدير التعرض البيولوجي في الجرعات المنخفضة، يحتمل أن أسفر عن الانحرافات من الجرعة الفعلية تتجاوز 0.5 غراي.

البرنامج قد لا تقييم دقيق لأنواع الإشعاع إذا بهم منحنيات الاستجابة للجرعة أفضل تناسب نموذج خطي أو قرب الخطية. وحتى الآن، قد تم اختباره فقط مع عينات يتعرض إلى X وأشعة غاما. إذا كان يتم فحص مصدرا آخر من مصادر الإشعاع، يجب أن يتأكد المستخدمون المعايرة واختبار العينات ويتعرض لنفس النوع من الإشعاع. يستخدم البرنامج الحد الأقصى لاحتمال أو المربعات المناسب لإنشاء منحنى استجابة لجرعة باستخدام نموذج الخطية التربيعية. لا يوجد حاليا أي خيار فرض منحنى خطي صارمة تناسب، مناسبة للتعرض للجسيمات ذات الطاقة العالية، ولكن مثل هذه الوظائف سوف تكون متاحة في المستقبل.

مستقبل التنمية

تتركز جهودنا المستمرة في تحسين صورة اختيار النماذج وقياس الجرعة دقيقة، وبخاصة عينات التي تعرضت لجرعات منخفضة من الإشعاع. إصدارات البرامج اللاحقة سيتم توفير قياسات الخطأ القياسي على تقديرات الجرعات وفواصل الثقة في منحنيات المعايرة. وبالإضافة إلى ذلك، نسخة عالية الأداء الحوسبة من البرامج للحاسوب العملاق "الأزرق الجينات" (حرس الحدود/Q، وشركة أي بي أم) قيد التطوير للتقييم في الوقت المناسب للأفراد المعرضين في حدث إشعاع الإصابات الجماعية. بعض مكونات البرنامج فعلا تم اختبارها ونشرها على هذا النظام الأساسيمعشوقة = "xref" > 11.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Automated Dicentric Chromosome Identifier and Dose Estimator (ADCI)	CytoGnomix	NA	ADCI software is released in a binary installation package file for Microsoft Windows 7, 8, 8.1 and 10; 235 Mb of disk storage are required for a typical installation. The software has been tested with Intel or AMD x86-64 processors; at least 1 Gb RAM is recommended. Analyses have been benchmarked on a computer configured with an Intel I7 processor and 16 Gb RAM. Operation of ADCI requires an active license and a USB-based hardware dongle, which must remain plugged in while the software is executing. The dongle encodes the software expiry date. Each time the software is started, this date is read. The software will allow access to the program if the current date and time precedes the expiration time-date stamp. Extending an expired software license can be accomplished by obtaining a new dongle or by renewing the license with an updated key at startup.
Digital images of metaphase cell nuclei	Examples: Metasystems, Leica Microsystems	M-Search (Metasystems), Cytovision (Leica) software	High resolution TIFF format; typically >250 digital images generated with a microscope imaging capture system (minimum 63X magnification objective, 10X magnification ocular).
MSI Leopard Pro (recommended, optional)	Micro-Star International	MSI GP62 6QF 480CA Leopard Pro	Multi-core performance workstation.