Name: high-throughput image analysis of tumor spheroids: a user-friendly software application to measure the size of spheroids automatically and accurately
Uploaded: 2014-07-08T23:30:00
Duration: 8 min 39 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about High-throughput Image Analysis of Tumor Spheroids: A User-friendly Software Application to Measure the Size of Spheroids Automatically and Accurately at JoVE.

نود أن نشكر مؤسسة ريموند وبيفرلي ساكلر لدعمهم في أبحاثنا.

يتم تنفيذ 1. 3D الكروية الورم تشكيل وعلاجات المخدرات وجمع الصور كما هو موضح في ورقتنا السابقة 15. 2. تثبيت البرامج <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تثبيت البرامج المرخصة MATLAB على أجهزة الكمبيوتر المستخدمة لتحليل الصور. وهناك حاجة أيضا لأدوات العمل التالية من MATLAB ليتم تثبيتها - معالجة الإشارات الأدوات، أدوات معالجة الصور، والحوسبة المتوازية الأدوات * (* اللازمة لوضع الحوسبة المتوازية فقط). ملاحظة: كثير من الجامعات شراء وصيانة تراخيص مجموعة بحيث البرنامج مجاني ليتم تحميلها واستخدامها من قبل العلماء التابعة لها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تثبيت البرنامج من ملف SpheroidSizer SpheroidSizer.zip (http://pleiad.rwjms.rutgers.edu/CBII/downloads/SpheroidSizer.zip): <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حفظ ملف مضغوط في نظام الملفات المحلية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بفك الملف SpheroidSizer. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حفظ الملفات في الدليل المعين / مجلد، والذي سيحال بعد ذلك إلى كما روقال انه &quot;دليل التثبيت&quot;. ملاحظة: SpheroidSizer وقد تم اختبار على نطاق واسع على نظام التشغيل ويندوز 7. ومن المتوقع أن تعمل على أنظمة التشغيل البديلة مع التعديلات الطفيفة (لم تختبر). </li></ol></li></ol> 3. التحضير لتحليل الصور بواسطة SpheroidSizer <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد دقة / حجم صورة نظام التصوير (مقياس مطلق للصورة في ميكرون لكل بكسل (ميكرون / بيكسل)). ملاحظة: إذا كان من المعروف حجم كل بكسل على رقاقة الكاميرا، يمكن حساب حجم الصورة مثل حجم التكبير الهدف العاشر بكسل (ميكرون / بيكس). ويمكن الحصول على هذه القيمة من برامج التصوير مجهزة المجهر كما الفوقية جزءا لا يتجزأ أو بمساعدة من بائع نظام التصوير. وسوف تكون هناك حاجة هذه القيمة في الخطوة 4.6. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحويل أي الملكية تنسيقات ملفات الصور إلى تنسيقات الملفات المقبولة - TIFF، JPEG، وغيرها من صورة تنسيقات الملفات المشتركة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسمية ملفات الصور وترتيب directoriوفاق (الشكل 5A). ملاحظة: البرنامج يعتمد على التخطيط السليم للبنية الدليل وأسماء لإعادة النتائج في شكل لوحة: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسمية ملفات الصور في الشكل التالي: [لوحة الاسم] _ [الصف] [العمود] [ملحق] أو [اسم لوحة] [الفضاء] [الصف] [العمود] [ملحق].. [الصف] يتبع الترتيب الأبجدي و[العمود] يتبع الترتيب العددي. ملاحظة: يمكن الاطلاع متاحة بحرية البرامج التلقائي إعادة تسمية دفعة لمساعدة المستخدمين في هذه الخطوة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ترتيب دليل / مجلد استنادا إلى التجربة على النحو التالي: يجب أن يكون لكل تجربة دليل واحد. تحت الدليل كل تجربة، ويجب أن يكون هناك الدلائل لكل نقطة زمنية. تحت كل نقطة دليل فرعي الوقت، يجب أن يكون هناك كل الصور من جميع لوحات. ملاحظة: من أجل نتائج التحليل ليتم فرزها على النحو الأمثل في نتائج تنسيق، فإننا نقترح الإبقاء على نفس عدد الأرقام لكل المعرف عن طريق ملء 0 على لترEFT، على سبيل المثال، يتم تسمية نقاط الوقت كما 000H، 072H، 144H و. </li></ol></li></ol> 4. تحليل الصور من الأجسام الشبه الكروية من قبل SpheroidSizer <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مفتوحة MATLAB، ثم فتح &quot;نافذة الأوامر&quot;، اكتب cd &#39;[دليل التثبيت]&#39; ثم اضغط على [RETURN]. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اكتب &quot;SpheroidSizer1_0&quot; في &quot;إطار الأوامر&quot; ثم اضغط على [RETURN] لإطلاق برنامج SpheroidSizer. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انقر على زر &quot;استعراض&quot; في نافذة SpheroidSizer1.0 لتحديد الدليل التجربة يحتوي على كافة الصور. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حدد &quot;تضمين المجلدات الفرعية&quot; تبديل تحت &quot;المجلد&quot; حقل النص لمعالجة عدة مجلدات الصور المتداخلة تحت الدليل المعين. ملاحظة: إذا كان &quot;تضمين المجلدات الفرعية&quot; لم يتم تحديد تبديل، تتم معالجة الصور تحت الدليل مباشرة فقط، ويتم تجاهل كافة المجلدات الفرعية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حدد &quot;عرض على ذبابة&quot; خيار DISPوضع كل صورة مجزأة على رأس صورة مصدره لمراقبة الجودة كما يتم تنفيذ الحساب. ملاحظة: سرعة الحاسوب أسرع إذا لم يتم اختيار &quot;على ذبابة على شاشة&quot; الخيار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد &quot;الحل&quot; (مقياس الصورة / القرار في ميكرون / بيكسل) من الصور التي تم تحليلها في منطقة الجزاء، لبرنامج لتحويل القياسات كروي بشكل صحيح من بكسل إلى ميكرومتر. ملاحظة: يجب أن تؤخذ جميع الصور في نفس المجلد أو تحليلها معا تحت نفس المجهر مع نفس الهدف بحيث يظل مقياس الصورة / قرار ثابت لكل تجربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يمكن للمستخدمين (اختياري) اتباع الخطوة 5 لإعدادات محددة المستخدم المتقدم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انقر على &quot;حساب&quot; لبدء الحساب. ملاحظة: البرنامج يقوم على الاختيار التلقائي اسم الملف قبل الشروع في الحساب. إذا يظهر مربع حوار يصل تشير - &quot;موجود خطأ في اسم الملف&quot;، انقر فوق &quot;إنهاء وتظهر قائمة من الأخطاء&quot;وإصلاح الأخطاء في أسماء الملفات المدرجة (انظر الخطوة 3.3). ثم، انقر على زر &quot;حساب&quot; لبدء الحساب مرة أخرى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انقر فوق زر &quot;إيقاف مؤقت&quot; لإيقاف الحساب؛ والحساب يمكن استئناف بالضغط على الزر نفسه تظهر على &quot;متابعة&quot;. ملاحظة: يعرض &quot;جدول النتائج&quot; في &quot;المجلد&quot;، &quot;ملف&quot;، &quot;وحدة التخزين&quot; (مم 3)، &quot;طول&quot; (في ميكرون)، (خانة الاختيار) &quot;صالح&quot; &quot;العرض&quot; (في ميكرون)، و لجميع الأجسام الشبه الكروية تحليل (الشكل 5C). يتم حساب حجم استنادا إلى محور قياس الكبرى (طول) والمحور البسيط (العرض) (V = 0.5 * الطول * العرض 2). خانة الاختيار &quot;صالح&quot; هو خيار للمستخدم لاختيار ما إذا تحليل الصورة صالحة أو غير صالحة بعد مراقبة الجودة، راجع الخطوة 6. </li></ol> 5. إعدادات محددة المستخدم المتقدم <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انقر على زر &quot;متقدم&quot; في SpheroidSizer1.0 النافذة لإظهار إطار تكوينات متقدمة من أجل ضبط الإعدادات المعرفة من قبل المستخدم (الشكل 5B). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أدخل أسماء من الاهتمام في &quot;الإخراج تنسيق&quot; ومربعات &quot;قائمة الإخراج&quot; في إطار تكوينات متقدمة تحت عنوان &quot;الإدخال&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدخال رقم من &quot;2-10&quot; في مربع &quot;الحد&quot;. هذا هو معامل لبرنامج لتقليل حجم الصور في حساب من أجل تحسين سرعة الحساب. أكبر عدد هو، وأسرع من سرعة الحساب. يتم تعيين الافتراضي &quot;تقليل&quot; إلى 10. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أدخل ملحق ملف صورة ليكون المجهزة في مربع &quot;تضمين نوع&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> دخول ملحقات ملف الصورة أو النهايات التي لا تسير لتتم معالجتها بواسطة البرنامج في مربع &quot;استثناء نوع&quot; كما يلي: &quot;_crude.jpg&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختيار &quot;لا&quot; ل &quot;اللون الخاص&quot; لمعالجة 8 بت و 16 بت عمودأو الصور بشكل صحيح؛ اختيار &quot;12 بت&quot; ل &quot;اللون الخاص&quot; لمعالجة الصور الملونة 12 بت بشكل صحيح </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحقق &quot;استخدام الحوسبة المتوازية&quot; إذا تم تجهيز أجهزة الكمبيوتر المستخدمة لتحليل الصور مع وحدات المعالجة المركزية متعددة و / أو وحدات المعالجة المركزية متعددة النوى. إذا كان هذا صحيحا، ثم انتقل إلى الخطوة 5.7.1؛ إذا لم يكن كذلك، ثم انتقل خطوات 5.7.1 و5.7.2. ملاحظة: سوف يحدث خطأ إذا كان الكمبيوتر قيد الاستخدام لا يعتمد التكوين الذي تم اختياره. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التحقق من &quot;استخدام الحوسبة المتوازية&quot; الخيار في إطار تكوينات متقدمة. ملاحظة: استخدام وضع الحوسبة المتوازية فقط عندما تكون 4 أو أكثر النوى المتوفرة للكمبيوتر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدخال رقم 4-12 في &quot;# العمال&quot; (الحوسبة النوى) مربع. ملاحظة: هذا الرقم يجب أن تكون مساوية أو أقل من عدد من النوى الحوسبة في جهاز الكمبيوتر المستخدم. تفرض أقصى 12 من MATLAB الأدوات الحوسبة المتوازية تدعم الحد الأقصى من 12 النوى. عندما الحوسبة المتوازية وتكونجي تنفيذها، ويعرض مربع حوار صغير يطلب من المستخدم لانتظار الحوسبة المتوازية لإنهاء؛ لا يمكن أن يكون مؤقتا حساب، وكما هو ميزة &quot;عرض على ذبابة&quot; يتم تنفيذه في وضع الحوسبة المتوازية. </li></ol></li></ol> 6. مراقبة الجودة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انقر فوق الخلية المقابلة في &quot;جدول النتائج&quot; لتأكيد الحدود كفاف دقيقة من كروي في تحليل الصور، ملاحظة: سوف تظهر الصور الأصلية ومراقبة الجودة حتى على الجانب الأيمن للمراجعة. يمكن للمستخدم فحص جميع الصور بالتتابع باستخدام السهم لأسفل على لوحة المفاتيح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حدد حدود كروي على الصورة المحددة باستخدام أدوات التاليين، إذا لزم الأمر: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انقر فوق الزر &quot;دليل تهيئة&quot; لعرض الصورة الأصلية. ثم النقر والاستمرار على الماوس الأيمن خارج كروي واسحب أداة القطع الناقص لتغطية كروي على الصورة الأصلية. ملاحظة: لخوارزمية التفاعلية الذي نظمه-كفاف يبدأ باستخدام كفاف المقدمة المستخدم وينفذ للتجمع في مخطط كروي المطلوب. &quot;جدول النتائج&quot; سيتم تحديثها تلقائيا مع نتائج جديدة. &quot;دليل تهيئة&quot; أداة تسمح للمستخدم لتوفير التهيئة يدويا لنشط كفاف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انقر فوق الزر &quot;رسم اليد&quot; لعرض الصورة الأصلية. ثم استخدام الماوس أو الشاشة التي تعمل باللمس لتمكين رسم بدقة حدود كروي. ملاحظة: يتم قياس هذا المخطط مباشرة لتوليد المحاور الرئيسية والثانوية، والتي يتم تحديثها في &quot;نتائج الجدول&quot;. يتم استخدام &quot;اليد رسم&quot; الأداة الوحيدة عند فشل &quot;دليل تهيئة&quot; أداة لتتلاقى على الحدود المرجوة من كروي. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قم بإلغاء تحديد خانة الاختيار في العمود &quot;صالح&quot; في الصف المقابل من &quot;نتائج الجدول&quot;، عندما لا تحتوي على أي صورة كروي سارية المفعول عند التفتيش. و&quot;يبدو التسمية غير صالح &quot;في الزاوية العلوية اليسرى من الصورة مراقبة الجودة؛ إذا &quot;صالح&quot; لم يتم التحقق منه، وقيم كل القياسات فارغة لكروي في الملفات نتائج منسقة والمخرجات المصدرة. ملاحظة: هي اختصارات لوحة المفاتيح التالية متاحة للاستخدام في &quot;جدول النتيجة&quot;: &quot;السهم لأسفل&quot; للصورة التالية؛ &quot;الخامس&quot; لصالحة / غير صالح؛ &quot;م&quot; ل &quot;دليل تهيئة&quot; أداة و &quot;ح&quot; ل &quot;رسم اليد&quot; الأداة. </li></ol> 7. حفظ وتصدير البيانات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انقر على زر &quot;دراسة تصدير&quot; في إطار SpheroidSizer1.0 لتصدير حالة وسطية من التحليل، إذا كان المستخدم يحتاج إلى الخروج من البرنامج قبل الانتهاء من المشروع. تحديد اسم والدليل من الملف ليتم حفظها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انقر فوق زر &quot;استيراد دراسة&quot; لاعادة نتيجة حالة وسيطة أعلاه من &quot;دراسة تصدير&quot; والاستمرار في العك على ذلك. ملاحظة: الملفات هي الدولة الوسيطة في شكل MATLAB الأم (حصيرة). وليست قابلة للقراءة مباشرة من قبل أي برامج أخرى. وهناك ميزة السلامة في صلب البرنامج يجعل الصادرات التلقائي للمشروع مفتوح في حال خروجها من البرنامج عن غير قصد. عند الحاجة، يمكن للمستخدم العثور على هذا الملف، الذي يبدأ ب &quot;~ تمة&quot; الذي يحتوي على طابع زمني المقابلة في [دليل التثبيت] الاسم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انقر على زر &quot;نتائج تنسيق&quot; في إطار SpheroidSizer1.0 لحفظ النتائج. ملاحظة: يتم حفظ شكلين من نتائج في الدليل التجربة و. يمكن تكوين أسماء تصديرها في إطار تكوينات المتقدم (انظر البروتوكول الخطوة 5.2). ملف الإخراج الشكل هو الجدول يرسم علامة التبويب التي تنظم قيمة حجم في شكل لوحة الأصلي في الترتيب من رقم لوحة تصاعدي لكل نقطة زمنية؛ ويتم تنظيم جميع النقاط الوقت في ترتيب تصاعدي (الشكل 5D). قائمة سملف utput هو الجدول يرسم علامة التبويب التي تحتوي على كافة القياسات في شكل القوائم المرتبة (الشكل 5E). </li></ol>

<ol>
	<li>Hamilton, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multicellular+spheroids+as+an+in+vitro+tumor+model.">Multicellular spheroids as an in vitro tumor model.</a> Cancer Lett. 131, 29-34 (1998).</li><li>Sutherland, R. M., McCredie, J. A., Inch, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+of+multicell+spheroids+in+tissue+culture+as+a+model+of+nodular+carcinomas.">Growth of multicell spheroids in tissue culture as a model of nodular carcinomas.</a> J Natl Cancer Inst. 46, 113-120 (1971).</li><li>Inch, W. R., McCredie, J. A., Sutherland, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+of+nodular+carcinomas+in+rodents+compared+with+multi-cell+spheroids+in+tissue+culture.">Growth of nodular carcinomas in rodents compared with multi-cell spheroids in tissue culture.</a> Growth. 34, 271-282 (1970).</li><li>Hirschhaeuser, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multicellular+tumor+spheroids:+an+underestimated+tool+is+catching+up+again.">Multicellular tumor spheroids: an underestimated tool is catching up again.</a> J Biotechnol. 148, 3-15 (2010).</li><li>Friedrich, J., Seidel, C., Ebner, R., Kunz-Schughart, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spheroid-based+drug+screen:+considerations+and+practical+approach.">Spheroid-based drug screen: considerations and practical approach.</a> Nat Protoc. 4, 309-324 (2009).</li><li>Yuhas, J. M., Li, A. P., Martinez, A. O., Ladman, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simplified+method+for+production+and+growth+of+multicellular+tumor+spheroids.">A simplified method for production and growth of multicellular tumor spheroids.</a> Cancer Res. 37, 3639-3643 (1977).</li><li>Ayers, G. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volume+of+preclinical+xenograft+tumors+is+more+accurately+assessed+by+ultrasound+imaging+than+manual+caliper+measurements.">Volume of preclinical xenograft tumors is more accurately assessed by ultrasound imaging than manual caliper measurements.</a> J Ultrasound Med. 29, 891-901 (2010).</li><li>Carpenter, A. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CellProfiler:+image+analysis+software+for+identifying+and+quantifying+cell+phenotypes.">CellProfiler: image analysis software for identifying and quantifying cell phenotypes.</a> Genome Biol. 7, (2006).</li><li>Kamentsky, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+structure,+function+and+compatibility+for+CellProfiler:+modular+high-throughput+image+analysis+software.">Improved structure, function and compatibility for CellProfiler: modular high-throughput image analysis software.</a> Bioinformatics. 27, 1179-1180 (2011).</li><li>Monazzam, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new,+fast+and+semi-automated+size+determination+method+(SASDM)+for+studying+multicellular+tumor+spheroids.">A new, fast and semi-automated size determination method (SASDM) for studying multicellular tumor spheroids.</a> Cancer Cell Int. 5, 32 (2005).</li><li>Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NIH+Image+to+ImageJ:+25+years+of+image+analysis.">NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis.</a> Nat Methods. 9, 671-675 (2012).</li><li>Chan, V. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Active+contours+without+edges.">Active contours without edges.</a> IEEE Trans Image Process. 10, 266-277 (2001).</li><li>Bernard, O., Friboulet, D., Thevenaz, P., Unser, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variational+B-spline+level-set:+a+linear+filtering+approach+for+fast+deformable+model+evolution.">Variational B-spline level-set: a linear filtering approach for fast deformable model evolution.</a> IEEE Trans Image Process. 18, 1179-1191 (2009).</li><li>Kass, M. W. A., Terzopoulos, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Snakes:+Active+contour+models.">Snakes: Active contour models.</a> International Journal of Computer Vision. 1, 321-331 (1987).</li><li>Wong, C., Vosburgh, E., Levine, A. J., Cong, L., Xu, E. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+neuroendocrine+tumor+cell+lines+as+a+three-dimensional+model+for+the+study+of+human+neuroendocrine+tumor+therapy.">Human neuroendocrine tumor cell lines as a three-dimensional model for the study of human neuroendocrine tumor therapy.</a> J Vis Exp. (66), (2012).</li></ol>

أعلن عن أي تضارب في المصالح.

تقدم هذه الدراسة برنامجا سريعة ومرنة وفعالة ومؤتمتة - SpheroidSizer لتحديد دقيق لحجم الورم الكروية 3D. SpheroidSizer هي سهلة الاستخدام ويتطلب الحد الأدنى من إدخال المستخدم. الخطوات الأكثر أهمية بالنسبة لدقيقة والسلسة والناجحة لSpheroidSizer ما يلي: أن يتم تصوير الأجسام الشبه الكروية في وسط الميدان دون لمس حافة البئر؛ يجب تصوير كل الملفات التي سيتم تحليلها معا في مشروع واحد تحت نفس المجهر مع نفس الهدف؛ تتم تسمية كافة الملفات بشكل صحيح ليتم تحليلها وترتيبها كما هو مبين في البروتوكول؛ ويتم إدخال الإعدادات المعرفة من قبل المستخدم الصحيح قبل حساب. وتشمل مزايا SpheroidSizer قدرته على تحمل التغيير التدريجي الخلفية في الصورة وكذلك لتوليد ملامح ناعمة والتي تتوافق مع الأشكال كروية العامة للالأجسام الشبه الكروية باستخدام خوارزمية كفاف نشطة. أداء نشطيمكن المساس كفاف في حالتين: الفقراء التهيئة، أو وجود حواف المحلية الأخرى تشتيت من كفاف المطلوب. وتحديدا في قضايانا اختبار، والحالة الثانية يحدث أحيانا عندما جوهر نخرية من كروي كبير يجذب كفاف كفاف نشطة مما أدى إلى أصغر يجري الإبلاغ عنها. تجدر الإشارة إلى أن أساليب القائم على عتبة الآلي الأخرى تعاني أيضا في هذه الحالة إلا إذا تم تعيين عتبة تحديدا باليد. وبالتالي فإن البرنامج يضع قدما جهدا لمساعدة المستخدمين على اكتشاف ومعالجة تجزئة للخطر من خلال توفير ميزات سهلة لمراقبة الجودة. إذا حدث خطأ تجزئة من سوء التهيئة، يمكن استخدام الاستخدامات &quot;دليل تهيئة&quot; أداة لتجاوز التهيئة الآلي. عندما جودة الصورة رديئة جدا بالنسبة كفاف النشطة، يمكن للمستخدمين بسهولة &quot;اليد رسم&quot; كفاف التي تغذي الكمي. البرامج الموجودة مثل CellProfiler يمكن تكييفها لهذا التطبيق في البلا شبه الآلين. سير العمل يمكن أن تكون مرهقة عندما يتم عرض كميات كبيرة من الصور مع ظروف التصوير المختلفة أو عند مجموعة فرعية من الصور يحتاج الى مزيد من التدخل البشري لقياس صحيح. يوفر SpheroidSizer جناح الكل في واحد لحساب ومراقبة الجودة لإدارة الإنتاجية العالية تحليل الصور سير العمل. SpheroidSizer يقتصر حاليا على الكشف عن كروي واحد في الصورة ويقيس فقط طول محوري من كروي. ويمكن تمديد البرنامج لدعم مزيد من التحديد الكمي التي يحتاجها الباحثون مثل الكمي على الأجسام الشبه الكروية مع جوهر نخرية، والكشف عن الأجسام الشبه الكروية متعددة في صورة واحدة أو رصد شكل الأجسام الشبه الكروية. علاوة على ذلك، يمكن تعديل البرنامج لكشف وقياس حجم الأورام رفعه من الحيوان أو الإنسان، والتي ستكون بالتأكيد مفيدة للباحثين عند إجراء المجراة ما قبل السريرية أو البحوث السريرية. ويمكن أيضا تجهيز آخر من الأجسام الشبه الكروية الكشف عن الهدف من التحقيقجي إلى تقليل جهد البشرية اللازمة لمراقبة الجودة وتحسين الإنتاجية أخرى. SpheroidSizer هو معمم تطبيق تحليل الصور لالكروية الورم 3D التي يتم إنتاجها من أي أنواع الخلايا، وبالتالي يمكن استخدامها من قبل مجتمع أبحاث السرطان واسعة.

ثلاثي الأبعاد (3D) الكروية الورم هي &quot;المجاميع متماثل كرويا الخلايا السرطانية إلى الأنسجة مماثلة، مع عدم وجود الركيزة الاصطناعي لمرفق الخلية&quot; 1-3. وعلم الخلايا والتشكل من الورم الكروية يقلد بشكل أفضل في الجسم الحي ورم الأنسجة وتنظيم microenvironments من ثنائي الأبعاد (2D) خلايا أحادي الطبقة. أصبحت الكروية الورم 3D نموذجا عمليا في المختبر لغربلة الإنتاجية العالية من الأدوية المضادة للسرطان في الطب العلاجي أو فحص نجاعة الأدوية مرشح من قبل في الجسم الحي الحيوان أو اختبارات سريرية 4. سريريا، يتم تقييم فعالية أي علاج العقاقير المضادة للسرطان على أساس انخفاض نمو الورم. بالقياس، وحجم كروي يمكن استخدامها كمقياس للفعالية للدراسات المخدرات سرطان في المختبر. حجم كروي (V = 0.5 * الطول * العرض 2) يتم تحديدها استنادا إلى طول الرئيسية والثانوية المحوري (المعروفة أكثر باسم الطول والعرض)من الكروية 6، 7. يكون معظم الباحثين لرسم يدويا طول وعرض على كل كروي، وغالبا ما تستخدم البرمجيات التي تقدمها الشركات المجهري وتباع جنبا إلى جنب مع أدوات التصوير. هذه التقنية يصبح مشكلة عندما يتم تنفيذ شاشات المخدرات الإنتاجية العالية ويتم إنتاج أكثر من مئات من الصور. ذكرت بعض الدراسات الحديثة استخدام أدوات العمل مفتوحة مصدر الصورة برامج التحليل مثل CellProfiler 8-10 ويماغيج 11 إلى تطوير بدائية إجراءات تجزئة / وحدات الماكرو التي تشارك تصحيح الإضاءة ومستوى العتبة بسيطة. غالبا ما تحتاج إلى إعادة تعديل لدفعات مختلفة من الصور وفقا لحالة الإضاءة وتغيير تباين الصورة هذه الإجراءات؛ وبالتالي، يمكن حزم البرامج هذه لا تفي بمتطلبات متانة تحليل الصور عالية الإنتاجية. تستخدم فريدريش والمتعاونين (2009) البرمجيات الاحتكارية لقياس حجم شبه أبوا-كروي لatically 5. كانت الطريقة الموضحة في Monazzam ورقة زملائه 10 طريقة شبه الآلي لقياس حجم كروي فقط لعدد قليل من الصور. وبالتالي، هناك حاجة واضحة لأدوات قوية ومرنة ومؤتمتة وتحليل الصور الجاهزة للاستخدام لالكروية الورم 3D. في هذه الدراسة، ونحن تصف SpheroidSizer - تطبيق البرمجيات مفتوحة المصدر على أساس MATLAB وقياس حجم الأجسام الشبه الكروية الورم تلقائيا وبدقة. تم تصميم SpheroidSizer لمعالجة العديد من دفعات مختلفة من الصور من الأجسام الشبه الكروية 3D في نفس الدورة. باستخدام خوارزمية كفاف نشط 12-14، يمكن أن يتسامح مع SpheroidSizer تغيير الصورة النقيض من ذلك، تجاهل بقوة التغيير التدريجي في الإضاءة الخلفية والتعرف على الأجسام الشبه الكروية في الصورة. فإنه يمكن أيضا تحمل العديد من القطع الأثرية المعتادة، على سبيل المثال، والحطام، نشأت من العينة. تم تصميم سير العمل بحيث يمكن للمستخدمين أداء الجودة كنترولل أثناء أو بعد حساب. الكتابة اليدوية للنتيجة التحليل يمكن بسهولة أن يؤديها على الفور. الاستفادة من الأدوات الحوسبة المتوازية، وسرعة تحليل يمكن عززت مزيدا من التنسيق النوى والحوسبة متعددة للعمل على حساب وقت واحد على جهاز الكمبيوتر الخاص بالمستخدم. علاوة على ذلك، SpheroidSizer إخراج النتائج في شكلين مختلفين للسماح سهولة التواصل مع أدوات تحليل المصب.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="569">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="51">
			<td height="51" style="height:51px;width:123px;">Axiovert 200M inverted microscope</td>
			<td style="width:176px;">Carl Zeiss Microscopy, LLC</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:183px;">microscope for imaging</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:123px;">Vostro 1720</td>
			<td style="width:176px;">Dell Inc.</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:183px;">single-core regular laptop</td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;">HP Z820</td>
			<td style="width:176px;">HP Inc.</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:183px;">multi-core performance workstation</td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:123px;">Matlab and Simulink R2013a</td>
			<td>Mathworks, Inc, Natick, MA</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:183px;">Matlab software&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high-throughput image analysis of tumor spheroids: a user-friendly software application to measure the size of spheroids automatically and accurately

عدد متزايد من تطبيقات ثلاثية الأبعاد (3D) الكروية الورم لتكون نموذجا في المختبر لاكتشاف المخدرات يتطلب تكيفها مع صيغ الفرز على نطاق واسع في كل خطوة من شاشة المخدرات، بما في ذلك تحليل الصور على نطاق واسع. حاليا لا يوجد برنامج تحليل الصور الجاهزة للاستخدام وحرية الوفاء بهذا الشكل على نطاق واسع. تنطوي معظم الطرق القائمة يدويا رسم طول وعرض الأجسام الشبه الكروية 3D تصويرها، وهي عملية شاقة وتستغرق وقتا طويلا. تقدم هذه الدراسة على الإنتاجية العالية تطبيق برامج تحليل الصور - SpheroidSizer، والذي يقيس طول محوري الرئيسية والثانوية للتصوير 3D الكروية الورم تلقائيا وبدقة؛ يحسب حجم كل فرد الورم كروي 3D؛ ثم إخراج النتائج في شكلين مختلفين في جداول البيانات لسهولة التلاعب في تحليل البيانات اللاحقة. الميزة الرئيسية لهذا البرنامج هو قوية صورة تطبيق تحليله هذا هوتكييفها لأعداد كبيرة من الصور. ويوفر حساب الإنتاجية العالية وسير العمل ومراقبة الجودة. الوقت المقدر لمعالجة الصور 1،000 حوالي 15 دقيقة على جهاز كمبيوتر محمول تكوين الحد الأدنى، أو حوالي 1 دقيقة على محطة عمل أداء متعددة النوى. تم تصميم واجهة المستخدم الرسومية (GUI) أيضا لمراقبة الجودة سهلة، ويمكن للمستخدمين تجاوز نتائج الكمبيوتر يدويا. أسلوب الرئيسية المستخدمة في هذا البرنامج هو مقتبس من الخوارزمية كفاف نشط، والمعروف أيضا باسم الأفاعي، الذي هو مناسبة خاصة للصور مع إضاءة خلفية صاخبة متفاوتة والتي غالبا ما يصيب تجهيز التصوير الآلي في شاشات عالية الإنتاجية. المجاملة &quot;تهيئة يدوي&quot; وأدوات &quot;رسم اليد&quot; توفير المرونة اللازمة لSpheroidSizer في التعامل مع أنواع مختلفة من الأجسام الشبه الكروية وصور ذات جودة متنوعة. هذه الإنتاجية العالية برمجيات تحليل الصور بشكل ملحوظ يقلل العمل ويسرع عملية التحليل. تنفيذ هذا البرنامج هو بeneficial لالكروية الورم 3D لتصبح روتينية في نموذج المختبر لشاشات المخدرات في الصناعة والأوساط الأكاديمية.

Watch this Scientific Journal Video about High-throughput Image Analysis of Tumor Spheroids: A User-friendly Software Application to Measure the Size of Spheroids Automatically and Accurately at JoVE.

High-throughput Image Analysis of Tumor Spheroids: A User-friendly Software Application to Measure the Size of Spheroids Automatically and Accurately

عالية الإنتاجية تحليل صورة الأجسام الشبه الكروية ورم: A برمجيات صديقة للمستخدم التطبيق لقياس حجم الأجسام الشبه الكروية تلقائيا وبدقة

نقدم تطبيق عالية الإنتاجية برمجيات تحليل الصور لقياس حجم الورم الكروية ثلاثية الأبعاد المصورة مع المجهر مشرق الميدان. يوفر هذا التطبيق طريقة سريعة وفعالة لدراسة آثار العقاقير العلاجية على الأجسام الشبه الكروية، وهو مفيد للباحثين الذين يرغبون في استخدام الأجسام الشبه الكروية في شاشات المخدرات.

The increasing number of applications of three-dimensional (3D) tumor spheroids as an in vitro model for drug discovery requires their adaptation to ...

Research

JoVE Journal

Biology

Tomato Analyzer: A Useful Software Application to Collect Accurate and Detailed Morphological and Colorimetric Data from Two-dimensional Objects

محلل الطماطم : تطبيق برامج مفيدة لجمع بيانات دقيقة ومفصلة المورفولوجية واللونية من ثنائي الأبعاد كائنات

Measuring fruit morphology and color traits of vegetable and fruit crops in an objective and reproducible way is important for detailed phenotypic ...

High Throughput Microinjections of Sea Urchin Zygotes

عالية الإنتاجية إبر دقيقة جدا لقنفذ البحر بيضات ملقحة

Microinjection into cells and embryos is a common technique that is used to study a wide range of biological processes. In this method a small amount of ...

A High Throughput MHC II Binding Assay for Quantitative Analysis of Peptide Epitopes

A تجليد الفحص إنتاجية عالية MHC II لتحليل الكمي لالببتيد الحواتم

Biochemical assays with recombinant human MHC II molecules can provide rapid, quantitative insights into immunogenic epitope identification, deletion, or ...

High-throughput Screening for Chemical Modulators of Post-transcriptionally Regulated Genes

الإنتاجية العالية للكشف عن المغيرون الكيميائية من الجينات المشاركة ما بعد transcriptionally الخاضعة للرقابة

Both transcriptional and post-transcriptional regulation have a profound impact on genes expression. However, commonly adopted cell-based screening assays ...

qPCRTag Analysis - A High Throughput, Real Time PCR Assay for Sc2.0 Genotyping

تحليل qPCRTag - إنتاجية عالية، في الوقت الحقيقي PCR الفحص لSc2.0 التنميط الجيني

The Synthetic Yeast Genome Project (Sc2.0) aims to build 16 designer yeast chromosomes and combine them into a single yeast cell. To date one synthetic ...

High-Throughput, Multi-Image Cryohistology of Mineralized Tissues

عالية الإنتاجية، متعدد صورة Cryohistology من تمعدن الأنسجة

There is an increasing need for efficient phenotyping and histopathology of a variety of tissues. This phenotyping need is evident with the ambitious ...

Applications of pHluorin for Quantitative, Kinetic and High-throughput Analysis of Endocytosis in Budding Yeast

تطبيقات pHluorin لالكمي، الحركية وعالية الإنتاجية تحليل الإلتقام في مهدها الخميرة

Green fluorescent protein (GFP) and its variants are widely used tools for studying protein localization and dynamics of events such as cytoskeletal ...

Precise, High-throughput Analysis of Bacterial Growth

تحليل دقيق والفائق للنمو البكتيري

Bacterial growth is a central concept in the development of modern microbial physiology, as well as in the investigation of cellular dynamics at the ...

Diagonal Method to Measure Synergy Among Any Number of Drugs

أسلوب قطري لقياس التفاعل بين أي عدد من المخدرات

A synergistic drug combination has a higher efficacy compared to the effects of individual drugs. Checkerboard assays, where drugs are combined in many ...

A Sectioning, Coring, and Image Processing Guide for High-Throughput Cortical Bone Sample Procurement and Analysis for Synchrotron Micro-CT

قسم، Coring، ودليل معالجة الصور لارتفاع الإنتاجية اختبار العظام كورتيكية الشراء وتحليل لSynchrotron الدقيقة CT

Bone is a dynamic and mechanically active tissue that changes in structure over the human lifespan. The products of the bone remodeling process have been ...