[發明專利]一種評價肌漿網鈣泄漏的方法

有效

• 申請號: 201910707026.2
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN110441273B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 謝文俊;賀雯瑾;張伊;李晶晶;戚瑛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種評價肌漿網鈣泄漏的方法，步驟1)進行心肌細胞離體分離與培養實驗并在激光共聚焦顯微鏡記錄心肌細胞的鈣活動；步驟2)對步驟1)采集的熒光圖像進行標準化，再對標準化處理后的圖像進行熒光強度統計，獲取其幅度分布直方圖；步驟3)對步驟2)中幅度分布直方圖圍成的曲線進行以其峰值為中心的左右不對稱高斯擬合，通過原曲線及擬合曲線中心兩側的面積計算得到熒光偏差參量；步驟4)、對原始圖像進行時間差分，得到流量圖：對流量圖重復步驟3)的操作，得到其幅度分布直方圖后進行不對稱高斯擬合，再通過計算得到流量偏差參量，得到兩個描述肌漿網鈣泄漏的新參數。本發明能夠更加快速有效且準確的評價肌漿網鈣泄漏水平。

技術領域

本發明屬于生物醫學圖像處理技術領域，具體涉及一種評價肌漿網鈣泄漏的方法。

背景技術

心血管疾病患病人數日益增加，已經成為我國居民因病致死的主要病因。鈣離子所參與的鈣信號傳遞是影響心臟生理功能的重要機制，它的正常與否直接決定并調控著心肌細胞的興奮收縮。已有研究表明，心律失常、心衰等心血管疾病的發生與心肌細胞鈣信號異常密切相關，因此胞漿內鈣離子濃度是后續鈣離子調控心肌細胞活動的的基石。

由于鈣泄漏的表現形式有多種，包括鈣火花，鈣波等。但其中鈣火花還是主要存在形式。鈣火花是心肌細胞鈣信號的最基本單元，他描述的就是細胞內大量存儲鈣離子的肌漿網通過單一或少量雷諾丁受體RyR開放從而釋放鈣離子進入細胞質內這一鈣活動的過程。Bassani與Bers等人通過使用毒胡蘿卜素來抑制肌漿網鈣離子回收通道SERCA回攝Ca2+，同時結合咖啡因測量肌漿網鈣離子濃度的方式，第一次檢測到了細胞膜穿透情況下單向的兔心肌細胞肌漿網的鈣泄漏值。但是細胞膜的穿透顯然極大降低了細胞的完整性，會嚴重影響其生理功能，因此這樣的測量方式難以具有顯著的生理意義。而Shannon等人則是采用無Ca2+無Na+但包含丁卡因的細胞外液下在完整的心肌細胞上測量不同時間點或條件下的肌漿網鈣離子濃度變化情況，從而得出一條肌漿網鈣泄漏-負載曲線。但是上述過程對鈣泄漏的測量都是間接的，并且在非正常生理條件下心肌細胞也將產生無可預知的變化，因此此時測量的鈣泄漏其病理生理價值將受到限制。另外在直觀測量上，由于肌漿網鈣負載的增加會使得鈣火花發生頻率指數型增加，因此盡管鈣火花僅代表一部分鈣泄漏，但其仍舊不失為測量肌漿網鈣泄漏的一個有效指標。但現有的鈣火花檢測方式由于經驗參數的存在，其結果很大程度上受到研究者主觀因素的影響；并且部分鈣火花幅度與持續時間變化較大，這也使得檢測難度升高，難以控制其與真實值誤差。因而由鈣火花測量所得出的鈣泄漏情況也不盡如人意。

發明內容

為了解決以上技術問題，本發明的目的在于提供一種評價肌漿網鈣泄漏的方法，基于激光共聚焦線掃描熒光圖像的肌漿網鈣泄漏程度評價方法，具有數據來源精確，實驗操作簡單，結論獲取快捷的特點。

為達到上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種評價肌漿網鈣泄漏的方法，包括以下步驟：

步驟1)

進行心肌細胞離體分離與培養實驗并用激光共聚焦顯微鏡采集熒光圖像記錄心肌細胞的鈣活動；

步驟2)

對步驟1)采集的熒光圖像進行標準化，再對標準化處理后的圖像進行熒光強度統計，獲取其幅度分布直方圖；

步驟3)

對步驟2)中幅度分布直方圖圍成的曲線進行以其峰值為中心的左右不對稱高斯擬合，通過原曲線及擬合曲線中心兩側的面積計算得到熒光偏差參量R_fluo；

步驟4)

對原始圖像進行時間差分，得到全新流量圖：

y₂(x,t)＝y(x,t)-y(x,t-1)