μMAPPS: a novel phasor approach to second harmonic analysis for in vitro-in vivo investigation of collagen microstructure.
μMAPPS: a novel phasor approach to second harmonic analysis for in vitro-in vivo investigation of collagen microstructure.
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DOI：
10.1038/s41598-017-17726-y
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发表时间：
2017-12-12
影响因子：
4.6
通讯作者：
Sironi L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Radaelli F;D'Alfonso L;Collini M;Mingozzi F;Marongiu L;Granucci F;Zanoni I;Chirico G;Sironi L
二次谐波发生（SHG）是一种用于监测组织中胶原组织的无标记成像方法。由于其对入射偏振的敏感性，它提供了其他基于强度的成像方法无法获得的微观结构信息。我们开发并测试了偏振依赖性SHG相量投影显微多参数分析（μMAPPS），该分析在微米尺度上绘制了组织中胶原结构的特征。μMAPPS通过直接在两个耦合相量空间上操作，逐像素检索胶原纤维的各向异性和取向，避免了偏振相关SHG信号的直接拟合。我们将μMAPPS应用于固定的组织切片和研究离体和体内肿瘤中的胶原显微组织。我们开发了一个聚类算法，自动组像素具有相似的微观结构特征。μMAPPS可以对组织进行快速分析，并为未来的病理和疾病原位诊断应用开辟了道路，有助于组织病理学评估。
Second Harmonic Generation (SHG) is a label-free imaging method used to monitor collagen organization in tissues. Due to its sensitivity to the incident polarization, it provides microstructural information otherwise unreachable by other intensity based imaging methods. We develop and test a Microscopic Multiparametric Analysis by Phasor projection of Polarization-dependent SHG (μMAPPS) that maps the features of the collagen architecture in tissues at the micrometer scale. μMAPPS retrieves pixel-by-pixel the collagen fibrils anisotropy and orientation by operating directly on two coupled phasor spaces, avoiding direct fitting of the polarization dependent SHG signal. We apply μMAPPS to fixed tissue sections and to the study of the collagen microscopic organization in tumors ex-vivo and in-vivo. We develop a clustering algorithm to automatically group pixels with similar microstructural features. μMAPPS can perform fast analyses of tissues and opens to future applications for in-situ diagnosis of pathologies and diseases that could assist histo-pathological evaluation.
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