TRABAJO COLABORATIVO 1 Actividad 6

TRABAJO COLABORATIVO 1

Actividad 6

Presentado por:

Por

Gilberto Bermudez

Angelmiro Salazar- 79492128

Alexander Mayorca

Oscar Javier Segura Leon- 79993709

Computación Grafica-299210-8

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

CEAD JOSE ACEVEDO Y GÓMEZ

COMPUTACION GRAFICA -299210-8

INGENIERÍA DE SISTEMAS

BOGOTÁ

2012

TRABAJO COLABORATIVO 1

Actividad 6

Presentado por:

Gilberto Bermudez

Angelmiro Salazar- 79492128

Alexander Mayorca

Oscar Javier Segura Leon- 79993709

Computación Grafica-299210-8

Tutor:

Oscar Javier Abaunza García

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

CEAD JOSE ACEVEDO Y GÓMEZ

COMPUTACION GRAFICA -299210-8

INGENIERÍA DE SISTEMAS

BOGOTÁ

2012

Contenidos

1) Artículo seleccionado por el grupo.

Caso de Estudio 1: La Escala de ratones y hombres

En el marco del Proyecto Humano Visible, de la Universidad de Colorado Centro de Ciencias de la Salud creó un cryomacrotome personalizado mediante un disco de 14 pulgadas de diámetro con 20 dientes endurecidos alrededor de su perímetro. La cuchilla de fresado se mantuvo en una posición fija de operación a 300 rotaciones por minuto, y el bloque objeto se mueve debajo de la cabeza de corte y elevada entre las rebanadas. La Figura A ofrece una visión general de este proceso.

Figura A. el proyecto de Visual Humano VHP, recopilación de datos

Los investigadores seleccionaron cuidadosamente dos cadáveres de seres humanos quienes habían donaron sus cuerpos a la ciencia. Antes de fresado o corte, se sumergieron los cadáveres en aproximadamente 19 litros de formalina (un fijador químico para detener toda la actividad biológica latente). Más tarde, se inmovilizó y congelaron los sujetos. Debido a las limitaciones físicas del aparato de seccionamiento, se dividió el sujeto en bloques no mayores de 56 × 53 × 36 cm. Ellos incrustado cada sección del cadáver en una matriz de 3 por ciento de gelatina de color azul con colorante alimenticio y la transfirió a un congelador (-85 ° C) durante al menos 12 horas.

Usando el cryomacrotome personalizado, los investigadores seccionaron de forma incremental cada sección de bloque en forma de filetes a escalas milimétricas. A continuación, tomaron imágenes de las superficies resultantes con algunos de los equipos más sofisticados de fotografía digital disponible.

Finalmente, el conjunto de datos principal comprende rebanadas 1.878 de 2.048 × 1.216 voxels. Las resoluciones del voxel son 1 mm y 0,33 mm en la dirección z para los conjuntos de datos de macho y hembra, respectivamente, y 0,32 × 0,32 mm en el plano xy. La figura B muestra representaciones ejemplo.

Figura B. representaciones de VHP. (1) vistas coronales. (2) las representaciones de volumen. (3) Una imagen axial de acercamiento de la cabeza.

Case Study 1: The Scale of Mice and Men

Under the Visible Human Project, the University of Colorado Health Sciences Center created a custom cryomacrotome using a specially constructed 14-inch diameter disk with 20 hardened teeth around its perimeter. The milling blade remained in a fixed position operating at 300 rotations per minute, and the subject block was moved under the cutting head and elevated between slices. Figure A gives an overview of this process.

Figure A the visual human project VHP data collection

The researchers carefully selected two cadavers from human subjects who donated their bodies to science. Before milling or sectioning, they perfused the cadavers with approximately 19 liters of formalin (a chemical fixative to arrest all latent biological activity). Later, they immobilized and eventually froze the subject. Because of the physical limitations of the sectioning apparatus, they partitioned the embedded subject into blocks no larger than 56 × 53 × 36 cm. They embedded each cadaver section in a matrix of 3 percent gelatin colored blue with food dye and transferred it to a freezer (−85°C) for at least 12 hours.

Using the custom cryomacrotome, the researchers incrementally milled each block section as slices at millimeter scales. They then imaged the resulting exposed surfaces with some of the most sophisticated digital photography equipment available.

Ultimately, the male dataset comprises 1,878 slices of 2,048 × 1,216 voxels. Voxel resolutions are 1 mm and 0.33 mm in the z-direction for the male and female datasets, respectively, and 0.32 × 0.32 mm in the xy-plane. Figure B shows example renderings.

Figure B. VHP renderings. (1) Coronal views. (2) Volume renderings. (3) An axial-image close-up of the head.

Estudio de caso 2: Imágenes 3D en escala celular

Nuestro equipo multidisciplinario ha estado desarrollando nuevos métodos de microscopía electrónica de alta resolución para capturar datos de volúmenes de células enteras. En un proceso que corresponde aproximadamente a la cryomacrotome, se utiliza un sistema equipado con una fuente de iones de galio para el fresado de haz iónico concentrado. También usamos un microscopio electrónico de escaneo (SEM) con un detector de electrones en la lente secundaria de formación de imágenes para adquirir gradualmente las pilas de imágenes que comprenden volúmenes 3D de las muestras celulares. El haz de iones enfocado es capaz de cortar y pulir con precisión nanométrica. La figura C ofrece una visión general de este proceso.

Figura C. captura de datos con escaner

Típicamente, se preparan las muestras de las células que será digitalizadas mediante la adición de una mezcla fijadora de glutaraldehído en una solución de cacodilato de sodio y otros componentes, lo cual detiene toda la actividad biológica. Las muestras son infiltradas durante la noche a temperatura ambiente con una mezcla 1:1 de resina epoxica y óxido de propileno y a temperaturas especificas. Para luego ser cortadas en bloques con 2-mm de área de superficie.

Usando el rayo de iones enfocados, se cortan los bloques de muestras que contienen células enteras (con un intervalo típico entre capas de 10 a 20 nanómetros). Dependiendo de la muestra, cada conjunto de datos puede contener un pila de hasta 1.000 imágenes. La figura D muestra una representación ejemplo.

Figura D. Vista melanoma cancer

Case Study 2: 3D Imaging at a Cellular Scale

Our multidisciplinary team has been developing new methods in high-resolution electron microscopy to capture volume datasets containing entire cells. In a process that corresponds broadly to the cryomacrotome, we use a system equipped with a gallium ion source for focused ion beam milling. We also use a field-emission-gun scanning electron microscope (SEM) with an in-lens secondary electron detector for imaging to incrementally acquire image stacks comprising 3D volumes of cellular samples. The focused ion beam is capable of milling and polishing with nanometer precision. Figure C gives an overview of this process.

Figure C. Data capture with ion-abrasion scanning electron microscopy

Typically, we prepare cell samples of interest for imaging by adding a fixative buffer of glutaraldehyde in a sodium cacodylate solution, arresting all biological activity. After postfixing with 1 percent osmium tetroxide (OsO4) in a 0.1 M (molar volume) sodium cacodylate buffer and stained with 0.5 percent uranyl acetate in a 0.1 M acetate buffer, we dehydrate the samples through graded ethyl alcohol followed by propylene oxide. Samples are then infiltrated overnight at room temperature with a 1:1 mixture of epoxy resin

...