在变形细胞中的刚度图的估计,通过具有有限曲率的光流通过光学流

科学领域:

• 生物物理学的生物物理.
• 细胞生物学 细胞生物学
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 细胞和核度是各种疾病的关键生物标志物.
• 目前用于测量度的方法具有侵入性,并提供有限的全细胞数据.
• 细胞内部硬度分布异质,目前的方法无法捕捉到.

研究的目的:

• 开发一种非侵入性成像框架,用于绘制细胞内和核内硬度分布的地图.
• 为了克服当前侵入性硬度测量技术的局限性.
• 为了根据它们的机械性质来区分不同的细胞和核区域.

主要方法:

• 一种新的光学流程方法,使用核规范规范化赫西安模拟细胞变形.
• 一个圆部分微分方程 (PDEs) 系统,用于相对刚度图的逆变形数据.
• 来自变形细胞的光图像序列的准静态分析.

主要成果:

• 拟议的光流方法有利于连续的,与弹性模型相容的断片线性变形.
• 基于PDE的反转成功估计了相对细胞内硬度图.
• 该方法提供了准确的相对刚度图,即使没有已知的边界条件.
• 对真实细胞数据的应用成功地区分了细胞核内的硬度变化.

结论:

• 开发的框架允许从光图像中进行细胞内和核内硬度分布的非侵入性映射.
• 这种技术比目前的侵入性方法有了显著的进步,提供了详细的硬度异质性.
• 区分区域度变化的能力对识别病理状况和推进细胞力学研究具有前途.