MATLAB条形码计算：持久熵分析与上皮组织研究

MATLAB是MathWorks公司开发的一款高性能数值计算和可视化软件，广泛应用于工程计算、数据分析、算法开发等众多领域。在生物医学领域，MATLAB经常被用来进行图像处理和统计分析。本资源涉及的内容主要集中在如何使用MATLAB编写代码以计算持久熵（Persistent Entropy），这是一种用于分析细胞排列的尺度不变拓扑统计方法，并且用于表征上皮组织。 1. 条形码生成和持久熵计算 持久熵是一种结合了拓扑数据分析（Topological Data Analysis，TDA）和信息论的概念。在细胞生物学中，通过将细胞或组织的空间排列转化为条形码（Barcode），可以进一步计算出其持久熵。条形码是一种图形化表示，能够展示数据的拓扑结构特征。MATLAB中的“persistentEntropy”函数能够处理这些条形码，并计算出其持久熵值。 2. 函数和脚本解析 - reduce_cells.m：此函数包含螺旋算法，用于归一化图像中的细胞数量，以消除图像大小不一致带来的影响。 - acquire_point_cloud.m：此脚本用于读取数据，调用reduce_cells.m函数进行数据处理，并将结果写入。该脚本处理的是点云数据，点云是表示三维空间中一组点的集合。 - generateFrame.R：该R脚本用于计算包含所有图像的熵值和归一化数，归一化数n从5递增到385。数据处理的结果是一个data.frame结构。 - generateBarcode.R：此脚本负责计算一组细胞的所有条形码。 - generateFigures：此脚本使用持久熵值生成箱线图，以直观展示数据分布。 3. 数据与代码的使用 用户可以在加载workspace.Rdata文件后，获得所有组织图像和不同归一化数的持久熵值，以及每个条形码中所有条的长度总和。这些数据和脚本的使用需在引用相关论文的情况下进行，以确保知识共享的正确性。由于数据所有权的限制，原作者无法提供实际的图像或点云数据，但是用户可以在同名文件夹中找到相应的代码和脚本。 4. 开源资源 本资源被标记为“系统开源”，意味着用户可以在遵守开源协议的前提下自由使用、修改和共享上述提到的代码和脚本。开源是推动科学和技术进步的重要力量，它鼓励全球的研究者、开发者共同参与和完善工具和算法。 总结，这些MATLAB和R脚本为生物医学领域的研究者提供了一种计算和分析细胞排列和组织结构的新方法。持久熵的计算可为细胞组织结构提供更深层次的量化描述，并为研究者提供一种新的视角来观察和分析上皮组织。通过使用这些开源代码，研究者可以减少重复编程的时间和成本，更加专注于数据分析和实验结果的科学解释。