心肌机械变形（DIAMOND）的位移分析揭示了胚胎斑马鱼心脏功能的分段异质性

钻石是斑马鱼胚胎四维分段心脏功能定量评估的第一个开源方法。我们的方法具有千分尺分辨率，可以量化 3D 空间中的局部心脏力学。目前没有其他方法允许这样做。

钻石解开了多索鲁比辛引起的心脏毒性中新的损伤模式。因此，我们相信，我们的方法可以用作高通量在体内筛查化疗引起的心脏毒性的平台。我们目前正在努力使钻石适应哺乳动物的心脏。

然而，需要额外的工作，以考虑到哺乳动物心肌纤维的方向和旋转和扭曲运动。尝试此方法时，用户必须清楚地可视化斑马鱼心脏的解剖结构，以正确识别水平和垂直轴并分割心室。要重建 3D 收缩和舒张心，请首先打开由后同步算法创建的文件夹，然后打开输出文件夹。

查找第一个收缩和舒张相位并记录帧号。然后按状态文件夹打开输出，并查找与记录的帧编号具有相同编号的文件夹。将文件夹中的图像转换为 3D TIF 文件，并将其命名。

tif 和 systole.tif。要执行心室的分割，请通过单击文件和打开数据打开图像分析软件。然后加载硅酸。

蒂夫和西斯托莱。根据图像设置输入体美音大小。单击分段面板，使用内置阈值工具手动分割心脏心室部分。

然后拆下分段心室中的航道和流出道，因为这会影响位移分析。分段完成后，单击项目面板，右键单击 diastole.labels。tif 和 systole. 标签。

tif 选项卡在控制台中，然后单击导出数据以将数据另存为 3D TIF 文件。打开prepimage_1。m 在编程环境中，请确保第 5 行的 InPath 中的文件夹包含原始和分段的 TIF 文件，并实时 4 上的切片更改为 3D TIF 文件的切片数。

运行代码后，将生成五个新的 3D TIF 文件和两个新文件夹。将所有五个 3D TIF 文件导入图像分析软件。转到多平面面板并选择diastole_200。

tif 作为主要数据。将 x 轴与心室的垂直长轴对齐，将 z 轴与心室的水平长轴对齐。接下来，以逆时针方式从斜式 YZ 平面中选择三个随机点，并记录其 3D 位置坐标。

重复此过程systole_200.tif。单击项目面板并创建一个切片对象，diastole_200。右键单击diastole_200。

tif 和搜索切片对象。左键单击创建的切片对象，检查属性面板选项中的设置平面，在平面定义中选择三个点，然后输入以前记录的坐标。右键单击diastole_200。

tif，搜索重新采样转换的图像并创建对象。在属性面板中，选择切片作为引用，然后单击"应用"，该应用应生成名为 diastole_200.转换的对象。接下来，右键单击diastole_200。

转换，搜索重新采样并创建对象。选择体美音大小作为模式，并更改为 x 等于 1，y 等于 1，z 等于属性面板中的一。单击"应用"，然后保存生成的diastole_200。

将对象重新采样为 3D TIF 文件。对拨号贝尔重复此过程。tif， 测试。

蒂夫， systole_200。蒂夫， 系统标签。tif， 并测试。

根据手稿指示。将所有六个重采样文件导入 ImageJ 并选择systole_200。重新采样，其中航道运河清晰可视化，确保记录切片的数量。

使用图像变换旋转功能垂直定位航道。将相同的旋转应用于所有文件，然后关闭所有窗口并保存更改。接下来，移动systole_200。

重新采样， 系统标签。重新采样，并测试2。重新采样到resample_sys文件夹。

移动diastole_200。重新采样， 拨号。重新采样，并进行测试。

重新采样到resample_dia文件夹。打开divider_2_8_pieces。m 和将第五行中的 InPath 更改为图像目录。

将第 22 行中的变量中间更改为清晰可视化的切片线。重复此过程diastole_200。在 394 和 411 行上重新采样。

运行代码。当提示时，单击一次心室中心和心室运河中心。要注册收缩和舒张图像矩阵，请打开register_3。

m 和将第 4 行中的 InPath 更改为图像文件夹路径。然后打开displacement_4。m 和将 InPath 更改为图像文件夹路径。

运行程序以生成向量8。txt 文件，具有八乘四矩阵。矩阵的每一行都包含 x 分量、y 分量、z 分量的大小以及心室特定段的位移矢量的总和幅度。

然后，这些值可以传输到电子表格。该协议用于揭示斑马鱼心脏功能的分段异质性以及多索鲁比辛引起的心肌损伤的易感性。在受精后3至4小时多索鲁比辛治疗后，对对照组和治疗组间对心室段的位移进行比较。

在控制条件下，基底段一段和六段经历最大的位移，是最有可能受到多索鲁比辛引起的心脏损伤的。在6 dpf时，控制鱼中段位移量的平均L2标准在正常化后为3.9%至8%。基底段 1 和 6 恢复钻石位移至控制水平，建议段再生。

同时，在多索鲁比辛治疗后，立即观察到2D基底菌株从负53恶化到负38%，48小时后又恢复控制水平，证实了钻石位移结果。还观察到全球弹射分数或EF对治疗的反应的平行减少和恢复。然后，使用缺口抑制剂DAPT和下游效应器NICD和NRG1 mRNA在多索鲁比辛治疗和槽口通调制过程中应用钻石。

mRNA微注射在急性化疗诱发损伤后，使钻石位移和EF的减少。此外，化疗后对槽口通的抑制妨碍了基础段和EF48小时后的金刚石位移的恢复，但抑制被槽口下游效应器救了出来。传统的弹射分数已知是心肌损伤的麻木不仁和延迟指标。

钻石允许研究人员量化焦点心脏功能，并协助斑马鱼胚胎中心肌损伤的异质性。