L'uso di tecnologie multi-array e di mappatura ottica nella ricerca cardiaca si sta espandendo. Tuttavia, ciò che attualmente manca è un software opensource robusto e ad alta produttività per l'analisi dei dati di elettrofisiologia. Questo è il motivo per cui abbiamo sviluppato un nuovo software chiamato ElectroMap per aiutare i ricercatori con la loro analisi.
ElectroMap incorpora metodi nuovi e consolidati per analizzare i dati di mappatura cardiaca che possono essere acquisiti da qualsiasi specie utilizzando più telecamere diverse, più coloranti fluorescenti diversi e diverse modalità di acquisizione tra cui la mappatura ottica e i sistemi array multi-elettrodi. Oltre a misurare parametri PA standard come la durata del potenziale d'azione, il saggio conduttivo e la morfologia, ElectroMap consente l'analisi e quantificare l'attività. Inizia scaricando tutti i file dall'ultima versione del codice sorgente di ElectroMap dal repository GitHub.
Decomprimere il contenuto scaricato nella posizione desiderata. Aprire MATLAB e passare al percorso della cartella che ospita il codice sorgente ElectroMap. Quindi aprire l'elettromappa del file.
m e premere esegui nell'editor per avviare l'interfaccia utente ElectroMap. Quindi, per caricare l'immagine, premere seleziona cartella e passare al percorso del file di dati o dei file da analizzare. Selezionare il file da caricare dall'interno dell'interfaccia e premere le immagini di caricamento.
Una volta caricato, apparirà il primo fotogramma e un contorno rosso indicherà la soglia automatica dell'immagine. Se lo si desidera, modificare questa opzione in base all'ampiezza del percorso del tempo del segnale modificando l'opzione nell'immagine per il menu a discesa soglia. Si noti che una volta selezionata la soglia, questa viene applicata per l'intero stack di immagini.
Se lo si desidera, modificare l'opzione di soglia in manuale che attiverà il dispositivo di scorrimento per regolare manualmente la soglia dell'immagine. Inoltre, selezionare l'area di interesse personalizzata per l'analisi selezionando le caselle di spunta appropriate al di sotto delle opzioni di soglia. Si noti che le opzioni avanzate per la selezione dell'area di interesse, ad esempio il numero di aree, sono disponibili dalla selezione del ROI dal menu in alto.
Una volta applicata una soglia appropriata, premere le immagini del processo per applicare l'elaborazione. A questo punto, assicurarsi che siano state immesse le impostazioni corrette della fotocamera per la frequenza fotogrammi e kilohertz e le dimensioni dei pixel in micrometri e opzioni di elaborazione del segnale come l'intervallo di tempo della finestra, il filtraggio spaziale e temporale. Dopo che il file è stato elaborato, ispezionare i picchi nel segnale medio tissutale etichettato da cerchi rossi.
Segmentare il segnale in base ai picchi rilevati. Segnale del segmento di stampa. Se lo si desidera, applicare la segmentazione personalizzata del segnale ingrandindo il tempo di interesse e selezionando il segnale del segmento.
Dopo che le immagini sono state elaborate, il pulsante produce mappe diventerà attivo. Premere per produrre mappe per applicare la durata potenziale di azione, il tempo di attivazione, la velocità di conduzione e l'analisi del rapporto segnale/rumore. Selezionate i segmenti desiderati dalla casella di riepilogo per applicare l'analisi a ciascuno di essi.
Quindi, seleziona ottieni informazioni sui pixel per vedere una visualizzazione dettagliata del segnale da qualsiasi pixel all'interno dell'immagine e confronta i pixel con i segnali tracciati simultaneamente da un massimo di sei posizioni. Per accedere ad un'analisi più dettagliata della velocità di conduzione, premere la conduzione. Quindi premere un singolo vettore per analizzare la conduzione usando il metodo del singolo vettore in cui il vettore gradiente viene calcolato dal tempo di inattivazione del ritardo tra due punti.
Infine, premere il vettore locale per applicare il metodo multi-vettore con le impostazioni corrispondenti a quelle dell'interfaccia principale. Premere la curva di attivazione per tracciare la percentuale di tessuto attivato in funzione del tempo. Per quantificare altri parametri utilizzando ElectroMap, selezionate una delle altre analisi desiderate dal menu a discesa sopra la mappa di visualizzazione.
Premere l'analisi di un singolo file per aprire un modulo dedicato per la durata ad alta velocità effettiva e l'analisi di conduzione di ogni segmento identificato in un file. Eseguire l'analisi sull'intera immagine o su aree o punti di interesse selezionati. Per esportare dati da ElectroMap, premere esporta i valori per salvare i valori della mappa attualmente visualizzata nell'interfaccia utente principale.
Quindi premi la mappa di esportazione per visualizzare un popup contenente la mappa attualmente visualizzata che può quindi essere salvata in una varietà di formati di immagine. Se lo si desidera, aggiungere una barra dei colori selezionando l'icona della barra dei colori. Impostare la scala selezionando modifica e quindi mappa dei colori.
Infine, premi il video di attivazione per eseguire il rendering di un'animazione della sequenza di attivazione che può essere salvata come file GIF animato. Questo mostra la morfologia del potenziale d'azione degli atri murini rispetto al ventricolo della cavia registrato utilizzando coloranti sensibili alla tensione come precedentemente riportato. Nonostante la forma distinta del potenziale d'azione e l'uso di due telecamere di mappatura ottica separate con frame rates e dimensioni dei pixel diverse, ElectroMap può essere utilizzato per analizzare con successo entrambi i set di dati selezionando i parametri appropriati.
L'applicazione della media dell'insieme al posto di altri metodi può migliorare l'SNR dagli atri sinistro murini isolati. Un cambiamento della frequenza di stimolazione da tre hertz a 10 hertz non ha alterato l'APD quando non viene intrapresa alcuna media dell'insieme, ma è stata osservata una diminuzione prevista dell'APD a 10 hertz pacing se misurata da dati medi dell'insieme. Inoltre, gli atri sinistro del mouse sono stati accelerati a una lunghezza del ciclo di 120 millisecondi e la lunghezza del ciclo è stata ridotta in modo incrementale di 10 millisecondi fino a raggiungere i 50 millisecondi.
ElectroMap identifica automaticamente la lunghezza del ciclo di stimolazione e la media dei tessuti di gruppo raggiunge i picchi di conseguenza. APD e intervallo diastolico accorciati. L'ampiezza dei picchi misurati otticamente è diminuita mentre il time-to-peak è aumentato.
Questo protocollo mostra come installare e impostare le impostazioni in ElectroMap al fine di analizzare rapidamente la durata potenziale di azione, la velocità di conduzione, la variabilità dal picco al picco e anche come è possibile impostare la media al fine di migliorare il rapporto segnale/rumore. Speriamo che il rilascio di questo software liberamente disponibile aiuterà i ricercatori con le loro esigenze di analisi e porterà ad alcune importanti scoperte nella ricerca cardiaca. Continueremo a costruire tutti gli algoritmi che abbiamo sviluppato e incoraggiamo gli altri ad aiutarci ad espandere ulteriormente le funzionalità electromap.
