Обработка инструмента в офтальмологии — Новостной обзор компании ИРИС-М

Обработка инструмента.
Офтальмологические процедуры считаются связанными с высоким риском инфицирования. Все оборудование относится к критическому согласно Классификации по Сполдингу2 и должно подвергаться стерилизации. Хирургические операции на глазах зачастую являются короткими процедурами, и поэтом, для обеспечения выполнения ежедневного объема операций требуется быстрая обработка инструментов. Поскольку большинство инструментов имеют простую стальную конструкцию, самым распространенным способом стерилизации, применяемой для офтальмологического инструмента, является стерилизация паром.
Проблемы, связанные с высокотемпературной паровой стерилизацией.

Высокая температура и более продолжительные циклы паровой стерилизации создают проблемы при ее применении для обработки офтальмологического хирургического оборудования:

• Необходимость быстрой обработки подразумевает, что применяемая незамедлительная стерилизация паром (экспресс-стерилизация (IUSS) или «мгновенная» стерилизация) иногда используется для обработки инструментов. Вместе с тем плановая экспресс-стерилизация не рекомендуется офтальмологическими обществами, и гарантию стерильности, обеспечиваемую этим способом, трудно определить.
• Неправильный технический уход за паровым генератором автоклава может привести к образованию загрязняющих отложений на оборудовании, которые в свою очередь могут вызвать токсический синдром переднего сегмента глаза (TASS) – острое воспаление передней части глаза.
• Отдельные инструменты, используемые глазными хирургами – такие как, например, лазерные эндоскопы – подвержены сильным повреждениям по причине воздействия высокой температуры и поэтому не могут подвергаться стерилизации паром.
• Агрессивный процесс паровой стерилизации может повредить хрупкое стальное хирургическое оборудование, в особенности мелкие наконечники и режущие лезвия микрохирургических инструментов, используемых в офтальмологических процедурах. Подобные последствия могут отрицательно повлиять на процесс лечения пациента.

1. Более короткий срок службы хрупких хирургических инструментов, приводящий к финансовым издержкам, связанным с дополнительным ремонтом и необходимостью преждевременной замены.
2. Рабочие характеристики инструментов, которые были наиболее подвержены износу, значительно ухудшатся, они будут нуждаться в ремонте или замене.
3. Выявление поврежденного оборудования во время хирургической операции может привести к нарушениям сроков в работе операционной.

Исследование конкретного случая на практике показало, что паровая стерилизация в автоклавах приводит к большему количеству повреждений хирургического инструмента по сравнению со стерилизацией в системе STERRAD® .
Параллельное сравнение хрупких микрохирургических ножниц, простерилизованных паром и системой STERRAD®, показало, что после 30 циклов обработки ножницы, стерилизуемые в автоклаве, продемонстрировали заметное замедление в резании, тогда как обработка при помощи системы STERRAD® не привела к ухудшению функциональных характеристик инструмента. Это было подтверждено путем осмотра режущей кромки под микроскопом с высокой кратностью увеличения.

Преимущества стерилизации с помощью системы STERRAD®
С учетом перечисленных ограничений при использовании паровой стерилизации существует потребность в низкотемпературном методе стерилизации, обеспечивающем быстрый оборот офтальмологических инструментов за счет короткого времени цикла обработки, продлевающем срок службы инструментов, а также повышающем безопасность пациентов.

Два основных способа низкотемпературной стерилизации: плазменная стерилизация с используемым стерилизующим средством на основе перекиси водорода (STERRAD®) и этиленоксидом (EtO). Однако использование этиленоксида имеет существенные ограничения:

• Этиленоксид является чрезвычайно токсичным и легковоспламеняющимся веществом. Данный газ относится к канцерогенам, опасным для человека, и является фактором риска для персонала. Также может приводить к пожарам и взрывам.
• Токсичные остатки после стерилизации этиленоксидом могут также вызвать токсический синдром переднего сегмента глаза (TASS).
• Длительный цикл стерилизации не удовлетворяет потребности в быстром обороте инструментов для выполнения большого числа хирургических операций.

Почему следует выбрать STERRAD®
Системы STERRAD® стерилизуют офтальмологические инструменты надежно и эффективно, без причинения инструменту повреждений, связанных с высокотемпературной паровой стерилизацией. Обработка инструментов с использованием низкотемпературной плазменной стерилизации позволяет обойти проблемные моменты, возникающие при работе с этиленоксидом, оптимизируя процесс обработки инструмента и делая его безопасным для пациентов. Использование систем STERRAD® может также обеспечить существенное снижение затрат за счет экономии воды и электроэнергии в сравнении с другими методами стерилизации.

Библиографические ссылки
1. NHS Choices. Cataract surgery. Last updated 21st February 2016. [Accessed online at http://www.nhs.uk/conditions/Cataract-surgery/Pages/Introduction.
aspx on 22nd November 2016]; 2. McDonnell G, Burke P. Disinfection: is it time to reconsider Spaulding? J Hosp Infect 2011;78:163–70; 3. Hellinger WC, Bacalis

LP, Edelhauser HF, et al. Recommended practices for cleaning and sterilizing intraocular surgical instruments. J Cataract Refract Surg. 2007;33(6):1095–100;
4. ASORN (The American Society of Ophthalmic Registered Nurse). Care and Handling of Ophthalmic Microsurgical Instruments. 2011; 5. Hellinger WC, Hasan SA,
Bacalis LP, et al. Outbreak of toxic anterior segment syndrome following cataract surgery associated with impurities in autoclave steam moisture. Infect Control
Hosp Epidemiol. 2006;27(3):294–8; 6. Timm D and Gonzales D. Effect of sterilization on microstructure and function of microsurgical scissors. Surg Serv Manage.
1997;3(10):47–49; 7. Rutala WA,Weber DJ and HICPAC. Guideline for Disinfection and Sterilization in Healthcare Facilities. 2008 http://www. cdc.gov/hicpac/pdf/
guidelines/disinfection_nov_2008.pdf; 8. Ari S,Caca I,Sahin A and Cingu AK. Toxic anterior segment syndrome subsequent to pediatric cataract surgery. Cutan
Ocul Toxicol. 2012;31(1):53–7.

Обработка инструментов — Мастер ногтевого сервиса Олеся Костюкевич — LiveJournal

Очень часто, приходя в педикюрный кабинет, пациенты задаются одним и тем же вопросом: а все ли инструменты обработаны должным образом? И как это нужно делать? Нередко такой же вопрос задают мастера, начинающие обучение в Школе педикюра компании «Пластэк». А ведь к нам приходят не только люди, которые хотят получить новую специальность, но и мастера с достаточно большим опытом работы и по классическому и по аппаратному педикюру. И странно слышать от практикующих мастеров вопрос: «А как надо обрабатывать инструменты после процедуры аппаратного педикюра?» Ответ на этот вопрос вы найдете в статье.

Независимо от того, какая производится обработка стоп (с помощью аппарата или только ручными инструментами), существуют единые правила обработки инструмен­тов после применения, подтвержденные лабораторными исследованиями и зафиксированные в нормах СЭС. Эти правила также распространяются на обработку инструментов после маникюра. Но, несмотря на это, мы часто слышим от мастеров, что их учили обрабатывать инструменты по-другому, совсем не так, как в нашей школе. В связи с чем ученики задают вопрос: почему же в разных школах учат по-разному? Я всегда отвечаю приблизительно так: «Нет требований по обработке инструментов, которые предъявляю я как преподаватель или наша школа. Есть единые правила обработки инструментов, которым должны обучать все школы по педикюру и маникюру и которые должны соблюдать все без исключения мастера, независимо от того, по какой методике они работают».

Закон о чистоте
Для того чтобы быть уверенными не только в правильности обработ­ки используемых инструментов и их последующего хранения, но и в должной полной обработке кабинета, достаточно изучить Федеральный закон № 52 «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30.03.1999 — СанПиН 2.1.2.1199-03 от 1. 08.2010 «Парикмахерские. Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, оборудованию и содержанию», утвержденный главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г. Г. Онищенко, и Методические указания по дезинфекции, предстерилизационной очистке и стерилизации изделий медицинского назначения (приказ МЗ РФ № 90 от 14.03.1996) — и самим убедиться в правильности полученных знаний. А новичкам при выборе школы я рекомендую зайти сначала в ее учебный центр и посмотреть, соблюдаются ли требования СЭС в процессе обучения. Обратите особое внимание на то, как обрабатывается помещение, чем производятся дезинфекция и последующая стерилизация инструмен­тов. Мастерам необходимо понимать, что санитарные правила разработаны с целью предотвращения возникновения и распространения инфекционных и неинфекционных заболеваний не только среди клиентов, но и среди персонала. При несоблюдении этих правил возникает риск заражения как мастера (и членов его семьи!), так и пациентов, приходящих на процедуру. Учтите, что к вам могут приходить клиенты с различными заболеваниями, которые зачастую нельзя определить по внешним признакам. Именно поэтому каждого пациента специалист должен рассматривать как потенциально зараженного- и строго соблюдать все нормы СЭС по обработке не только инструментария и оборудования, но и помещения в целом.
Требования к мастерам по педикюру предъявляются такие же, как к медицинскому персоналу в медучреждениях. И только выполняя требования СЭС, предъявляемые к специалисту и к педикюрному кабинету, мастер сможет защитить себя и клиентов от возможного инфицирования.
Поэтому мне хочется еще раз затронуть тему, которая, как оказалось, интересна не только новичкам, но и мастерам, уже имеющим опыт работы по уходу за стопами.
Дезинфекция и стерилизация
Для того чтобы предотвратить распространение инфекций, необходимо проводить обязательные мероприятия по соблюдению правил гигиены, которые заключаются в должной обработке (после каждой процедуры) всех используемых инструментов (ручных и вращающихся). Программа включает:
1. Дезинфекцию и предстерилизационную очистку — замачивание (не орошение!) инструментов в специальных дезинфицирующих растворах, со строгим соблюдением времени пребывания инструментов в растворе, заданного производителями. Обращаю ваше внимание на то, что после использования педикюрные инструменты без предварительного мытья и очистки (!) помещают в емкости с дезинфицирующим раствором.
2. Очистку — споласкивание под проточной водой продезинфицированных инструментов в течение нескольких минут, тщательное их высушивание с применением одноразовых салфеток. Инструменты необходимо полностью высушить на одноразовой салфетке.
3. Стерилизацию инструментов в приборах, предназначенных для этого (термостерилизатор или автоклав).
4. Хранение инструментов в ультрафиолетовом стерилизаторе (УФО) или в емкости с герметично закрывающейся крышкой — либо в стерильных одноразовых пакетах, в которых производилась стерилизация.
Хочу еще раз подчеркнуть разницу между дезинфекцией и стерилизацией. Важно знать, что инфекционные болезни вызываются микроорганизмами (бактериями, патогенными грибами, простейшими) и вирусами. Существуют различные пути передачи инфекции. В педикюрной практике это контактный путь, когда возбудитель может передаваться от больного человека здоровому через необработанные или неправильно обработанные инструменты и поверхности (пол, оборудование, находящееся в кабинете).
Слово «дезинфекция» в переводе с латыни означает «устранение заражения». Дезинфекция предполагает комплекс мероприятий, направленных на умерщвление патогенных микроорганизмов и исключение возможности их распространения в окру­жающей среде (заражения ими мастера и клиента).
Для профилактической дезинфекции используются дезинфекционные средства, разрешенные для применения в соответствии с их назначением Минздравом России в установленном порядке.

Мероприятия по дезинфекции
Кожа — это защитная оболочка, предот­вращающая проникновение бактерий в организм человека. При ее повреждении в результате травм и порезов патогенные микроорганизмы могут проникать в организм и вызывать инфицирование. Антисептика рук — наиболее эффективное и наиболее простое мероприятие по предот­вращению передачи инфекций.
Так как руки специалиста — самый активный источник экзогенной инфекции, мастер по педикюру должен тщательно за ними ухаживать, следить за тем, чтобы не было заусенцев, трещин, омозолелостей, которые являются местами скопления микробов. Основное внимание следует уделить смягчению, регенерации, питанию, укреплению и защите кожи и ногтей.
Необходимо помнить, что при поражении кожи и ногтей недопустимо работать в любом учреждении сферы обслуживания населения (приказ МЗ РФ от 14.03.1996).
С целью профилактики заражения и для предупреждения распространения парентеральных гепатитов, ВИЧ-инфекций, грибковых заболеваний и других инфекций все манипуляции, при которых может произойти повреждение поверхности кожи, следует производить в защитных перчатках. Во время работы все повреждения кожных покровов должны быть изолированы напальчниками, лейкопластырем. И именно медицинские защитные перчатки, используемые в педикюрных кабинетах, в настоящее время служат основным средством защиты рук специалиста.
До и после проведения каждой процедуры должна быть произведена дезинфекция кожи рук мастера. Многие мастера совершают ошибку, считая, что при использовании защитных одноразовых перчаток дез­ин­фекция кожи рук не нужна.
До начала проведения процедуры необходимо произвести дезинфекцию кожи стоп пациента.
В обоих случаях используются дезинфицирующие средства для кожи, например кожные антисептики на спиртовой основе «Кутасепт Ф» или «Стериллиум». Учтите, что все дезинфицирующие растворы следует наносить методом орошения — до полного увлажнения обрабатываемой поверхности. Чтобы избежать снижения эффективности антисептика, спиртосодержащие растворы втираются только в сухую кожу рук. Влажные руки хуже переносят антисептик в дерматологическом плане. Важно строго выдерживать время экспозиции, заданное производителями (30 секунд). И только после этого можно приступать к работе.
Необходимо знать: для обработки рук специалистов используются готовые кожные антисептики, разрешенные к применению и имеющие сертификат соответствия и методические указания по применению. Обработка рук спиртосодержащими антисептиками обеспечивает самый высокий уровень чистоты. Однако частое их применение приводит к сухости кожи, а в случае постоянного использования перчаток — к появлению микротрещин, снижающих барьерную функцию кожи. Чтобы предупредить нарушение целостности и эластичности кожи, следует ежедневно использовать смягчающие средства, в состав которых входят ланолин и глицерин, — например защитный крем для рук «Герлан», разработанный специально для мастеров по педикюру.
Мастерам не следует забывать, что перед использованием кожных антисептиков необходимо производить мытье рук антибактериальным мылом, например «Герлан Софт». Эффективность такого мыла существенно повышается благодаря введению в рецептуру компонентов (чаще всего триклозана и триклокарбана), обладающих прямым антибактериальным действием. Использование антибактериального мыла реально снижает опасность передачи бактерий контактным путем, помогая пред­отвратить распространение патогенных микроорганизмов. Учтите, что антибактериальное мыло должно быть не кусковым, а жидким, расфасованным в емкости с дозатором.

2. Дезинфекция инструментов
Дезинфекции должны подлежать все используемые при проведении процедуры инструменты (и ручные и вращающиеся).
Все ручные инструменты выполнены из медицинской нержавеющей стали, а рабочие поверхности вращающихся инструментов (которые прикреплены к штифту) изготавливаются из различных материалов: керамики, резины, диаманта. Соответственно инструменты должны дезинфицироваться в разных растворах, находящихся в разных емкостях. Производители дезинфицирующих растворов представляют и растворы для дезинфекции ручных инструментов (например, «Гигасепт АФ», «Корзолекс АФ Плюс», «Деконекс 50 ФФ»), и растворы для дезинфекции вращающихся инструментов (например, «Ротасепт», «Корзолекс Борербад», «Деконекс Денталь ББ»).
Важно:

• Выбирать растворы, обладающие широким спектром действия в отношении бактерий (включая микобактерии туберкулеза), грибов, вирусов (включая вирусы гепатита В и ВИЧ).


• При использовании любых дезинфицирующих средств строго соблюдать правила разведения, применения и замены раствора, указанные в инструкции.


• По мере изменения цвета любой раствор подлежит замене, независимо от того, сколько дней он был в работе (даже если срок годности раствора еще не истек).

Рекомендации: При выборе дезинфицирующих средств для инструментов обращайте внимание на то, чтобы в их состав входили антикоррозийные добавки. Они помогут вашим инструментам оставаться в рабочем состоянии длительное время, продлят срок их эксплуатации и сэкономят ваши средства на приобретение новых инструментов.
Важно то, что любой инструмент должен быть сразу же после использования (чтобы предотвратить подсушивание загрязнений) погружен в дезинфицирующий раствор. Емкости с растворами дезинфицирующих средств должны быть снабжены крышками и внутренней вставкой с отверстиями для слива раствора, иметь маркировку с названием, концентрацией и датой приготовления. Применение и приготовление растворов дезинфицирующих средств осуществляют в соответствии с методическими указаниями.
Существует два вида дезинфекции: ручная и ультразвуковая. При ручной дезинфекции инструменты погружаются в дезинфицирующий раствор и, после того как прошло время экспозиции, очищаются под проточной водой. Ультразвуковая дезинфекция производится с использованием ультразвукового стерилизатора, в который наливается дезинфицирующий раствор. Еще раз обращаю внимание мастеров на то, что не все приборы, которые имеют название «стерилизатор», являются приборами для стерилизации.
Например, ультразвуковой стерилизатор, несмотря на название, предназначен только для одновременной предстерилизационной очистки и дезинфекции различных инструментов и приспособлений в дезинфицирующем растворе под воздействием ультразвука. Никакой стерилизации в нем не происходит! Этот метод особенно удобен, когда инструменты имеют сложную форму.

Эффективной очистке и дезинфекции подвергаются инструменты не только из металла, но и из стекла и пластмассы. Основные факторы, обеспечивающие качественную очистку и дезинфекцию, — потоки дезинфицирующего раствора и кавитация. Небольшие размеры кавитационных пузырьков позволяют им тщательно и эффективно очищать шероховатые поверхности, глухие отверстия, щели и т. п. Процесс очистки и дезинфекции с использованием ультразвука менее энергоемок, чем обычные методы, и требует меньше времени. При ультразвуковой очистке и дезинфекции используются дезинфицирующие растворы, предназначенные именно для работы с ультразвуком, что четко указывают производители в инструкции.
Преимущество ультразвуковой дезинфекции перед ручной заключается в том, что достигается более интенсивная очистка, снижается время дезинфекции. Благодаря тому что инструменты находятся в растворе непродолжительное время, сокращается риск появления коррозии.
Почти все современные дезинфицирующие растворы обладают и очищающим и дезинфицирующим действием. Но это не исключает их последующей очистки под проточной водой и использования (при необходимости) ершика или щетки для очистки неровных поверхностей. Очистку водой проводят с целью удаления с изделий белковых, жировых и механических загрязнений, а также остатков дезинфицирующих средств. После очистки инструменты необходимо тщательно вытереть стерильной тканевой или одноразовой салфеткой и высушить при комнатной температуре. Только полностью высушенный инструмент готов к следующему этапу обработки — стерилизации!
Важно:

• Если ручной инструмент состоит из двух или нескольких частей, его дезинфекция производится в раскрытом либо разобранном виде.


• При дезинфекции и ручные и вращающиеся инструменты должны быть полностью погружены в раствор, над его поверхностью не должно быть никаких кончиков. Время дезинфекции предусмотрено методическими указаниями и обязательно должно соблюдаться.


• В кабинете всегда должен быть необходимый запас всех дезинфицирующих средств.

Выбор метода стерилизации инструментов зависит от особенностей обрабатываемых изделий. Стерилизация проводится в соответствии с методическими указаниями. Ее осуществляют с целью умерщвления всех патогенных и непатогенных микроорганизмов, в том числе их споровых форм. Споры некоторых бацилл выдерживают кипячение и действие высоких концентраций дезинфицирующих веществ. Попадая в благоприятные условия, споры прорастают и превращаются снова в вегетативные формы. В результате стерилизации инструмент должен быть полностью освобожден от всех видов жизнеспособных микроорганизмов.
Режимы стерилизации указаны в нормативных документах. Следует отметить, что в стерилизаторы должен помещаться только продезинфицированный и сухой инструмент.

Стерилизаторы, разрешенные к применению
На сегодня для стерилизации инструментов разрешены воздушные и паровые стерилизаторы.
В воздушных стерилизаторах (сухожара­х) используется сухой горячий воздух. При стерилизации горячим воздухом возбудители болезней уничтожаются высокой температурой (180-200 °С) в течение 60 минут.
Разрешается стерилизация инструментов в неупакованном виде в открытых металлических лотках, при условии что их используют в течение часа или будут хранить в ультрафиолетовых установках!
В паровых стерилизаторах (автоклавах) используется горячий пар под давлением. В этом случае возбудители болезней уничтожаются уже при более низкой температуре — 134 °С.
Автоклав — аппарат для стерилизации — представляет собой камеру, куда загружаются стерилизуемые инструменты и где производится их обработка паром при высоком давлении. Чтобы избежать повреждения инструментов или самого автоклава, для стерилизации паром должна применяться вода только высокого качества.
При паровой стерилизации инструменты должны быть запечатаны в специальные пакеты.

В зависимости от того, какие будут использованы пакеты, существуют разные сроки сохранения инструментов стерильными. В бумажных пакетах, запечатанных термосваркой, инструмент остается стерильным 30 суток, в крафт-пакетах заклеенных — 20 суток, в крафт-пакетах на скрепках — три дня.
Важно помнить, что чистота и соблюдение всех правил СЭС — обязательное условие работы педикюрных и маникюрных кабинетов, а такие важные приборы, как паровой стерилизатор (автоклав), воздушный стерилизатор (сухожар) или ультразвуковой стерилизатор, должны всегда находиться в исправном состоянии и постоянной готовности к запуску.

Все приборы для стерилизации должны иметь санитарно-эпидемиологическое заключение: они должны быть зарегистрированы в установленном порядке как приборы для стерилизации медицинских инструментов. Оборудование, аппаратура и материалы, используемые для стерилизации инструментов, должны иметь свидетельство о государственной регистрации, сертификат соответствия, инструкцию по применению (на русском языке).

Источник:http://www.allseason. ru/

Санитарная обработка медицинских инструментов

фото с сайта dailykos.com

Обработка медицинских инструментов — последовательность гигиенических процедур, связанных с очисткой от физиологических загрязнений, микроорганизмов, остатков лекарств. Реализуется с помощью специального оборудования, задача которого — упростить и оптимизировать процесс подготовки инвентаря к каждому терапевтическому или диагностическому циклу.

Практически все медицинские манипуляции выполняются с применением технических приспособлений разного размера и конфигурации. После каждого случая использования необходима обработка инструментов с целью удаления с их поверхности микроорганизмов, физиологических и медикаментозных загрязнений. Пренебрежение этапом подготовки техники к использованию оборачивается распространением инфекций, угрозой здоровью и жизни людей.

Учитывая значимость процедуры гигиенической очистки медицинских изделий, производители предлагают разнообразные модификации оборудования для дезинфекции, промывки и стерилизации инструментария, близко контактирующего с физиологическими тканями пациентов, растворами для инъекций и другими критическими средами.

К техническим устройствам, обеспечивающим дезинфекционную обработку, относятся специальные бактерицидные облучатели и кипятильники, ультразвуковые ванны и сип-мойки. Их миссия — удалить основную часть вредоносных микробов, однако 100% результат может обеспечить лишь стерилизация. Проводится мощная температурная обработка как в традиционных паровых установках (доступных и экономичных в эксплуатации), так и в новых модификациях стерилизаторов (газовых, инфракрасных, плазменных). Для достижения высокой надежности при выборе метода рекомендуется учитывать материал, из которого изготовлены обрабатываемые предметы, наличие и характер упаковки, срочность процедуры.

Предметы, используемые в лечебном процессе, не должны вызывать сомнений в их санитарной чистоте и безопасности. Применение специальных технологий обработки инструментов, особенно контактирующих с инвазивными препаратами, внутренними биотканями, лимфой, кровью, сосудами, обеспечивает полное уничтожение всех типов микроорганизмов и загрязнений, исключая возможность их проникания в организм пациентов.

Обработка инструментами с длинным вылетом

Сегодня возрастает востребованность более строгих допусков и стабильной повторяемости обработки. Однако современные тенденции производства создают дополнительные сложности для прецизионного растачивания и токарных операций, выполняемых с помощью инструментов увеличенной длины.

Материал предоставлен отделом маркетинга, исследований и разработок инструментальных систем компании Seco Tools (Швеция).

Новые материалы заготовок с повышенными эксплуатационными характеристиками сложнее обрабатывать, из-за чего повышается нагрузка на систему обработки. Для экономии времени и средств обычно изготавливается несколько деталей из одной монолитной заготовки. В таких случаях обработку глубоких отверстий и токарную обработку сложных компонентов выполняют с помощью многофункциональных станков.

Производителям, стремящимся преодолеть эти трудности, необходимо изучить все элементы систем обработки и применять методы и инструменты, обеспечивающие эффективную работу. Основные аспекты в данном случае –стабильность станка, фиксация инструмента, крепление заготовки и геометрия режущего инструмента. Основу точных и эффективных процессов растачивания и токарной обработки инструментами с длинным вылетом образуют прочное крепление, надежные инструменты и правильное их использование.

В первую очередь, в обновлении инструментов и технологий заинтересованы производители компонентов для нефтегазовой, энергетической и аэрокосмической отраслей, поскольку в этих областях необходимо регулярно работать с более сложными деталями, для обработки которых нужны инструменты увеличенной длины. Многие детали изготавливаются из прочных сплавов, при обработке которых возникают высокие усилия резания, вызывающие вибрацию. Тем не менее, практически каждый изготовитель может достичь высокой производительности и сократить затраты для операций растачивания с длинным вылетом.

Изгиб и вибрация

В отличие от других операций резания, при глубоком растачивании режущая кромка работает в отверстии на увеличенном расстоянии от соединения со станком. Для внутренней токарной обработки с длинным вылетом свойственны похожие условия. Операции растачивания и токарной обработки могут включать в себя прерывистую обработку отверстий, например, для заготовок корпусов насосов или компрессоров. Величина вылета инструмента определяется глубиной отверстия и может вызвать изгиб расточной оправки или токарного инструмента увеличенной длины.

Изгиб увеличивает изменяющиеся усилия в процессе резания и может вызвать вибрацию и биение, которые приводят к ухудшению качества обработки поверхности, быстрому износу или поломке режущих инструментов. А также — к повреждению компонентов станка, например, шпинделей, с последующим дорогостоящим ремонтом и к вынужденным длительным простоям. Переменные усилия возникают из-за нарушения баланса между компонентами станка, недостаточной жесткости системы или вибрации элементов системы обработки. Давление резания также изменяется при переменной нагрузке инструмента во время образования и отламывания стружки. Отрицательные последствия вибрации при обработке — низкое качество поверхности, неточные размеры отверстия, быстрый износ инструмента, снижение скорости обработки материала, увеличение производственных затрат и повреждение держателей инструмента и станков.

Жесткость станка и крепление заготовки

В соответствии с основным принципом гашения вибрации элементы системы обработки должны иметь максимальную жесткость. Во избежание нежелательных перемещений станки необходимо изготавливать из жестких тяжелых конструкционных элементов, усиленных бетоном или другим вибропоглощающим материалом. Подшипники и втулки станка должны быть надежно закреплены.

Детали должны быть правильно расположены и хорошо закреплены внутри станка. Следует использовать крепежные элементы, основные свойства которых –простота и жесткость. Зажимы необходимо размещать как можно ближе к участкам резания. Тонкостенные или сварные заготовки, а также заготовки с неподдерживаемыми секциями подвержены вибрации при обработке. Для повышения жесткости детали можно модифицировать, однако изменения конструкции могут привести к увеличению массы и ухудшению характеристик обработанной продукции.

Держатель инструмента

Для максимальной жесткости расточная или токарная оправка должна иметь минимальную длину, которая при этом обеспечит обработку отверстия или компонента по всей длине. Расточные оправки должны иметь максимальный диаметр, который будет соответствовать отверстию и обеспечивать эффективное удаление стружки.

 При образовании и отламывании стружки усилие резания увеличивается и уменьшается соответственно. Такие изменения усилия представляют собой дополнительный источник вибрации, которая может взаимодействовать с естественной вибрацией держателя инструмента или станка, стать самоподдерживающейся и даже увеличиваться. Другие источники такой вибрации — изношенные инструменты или же инструменты, которые не обеспечивают достаточную глубину прохода. Это становится причиной нестабильности операций или резонанса, который также синхронизируется с естественной частотой колебаний шпинделя станка или инструмента, что впоследствии приводит к нежелательной вибрации.

Длинный вылет расточной или токарной оправки может вызывать вибрацию в системе обработки. Основной метод гашения вибрации — использование коротких жестких инструментов. Чем больше отношение длины оправки к диаметру, тем больше вероятность возникновения вибрации.

Разные материалы оправок вызывают вибрации разных уровней. Стальные оправки обычно обеспечивают виброустойчивость при отношениях длины к диаметру оправки до 4:1 (L/D). Тяжелые металлические оправки из вольфрамовых сплавов имеют бо́льшую плотность по сравнению со сталью и эффективно выполняют свои функции при отношениях L/D до 6:1. Цельные твердосплавные оправки имеют более высокую жесткость и позволяют работать при отношениях L/D до 8:1, но и стоимость таких оправок — более высокая, особенно в тех случаях, когда требуется оправка большого диаметра.

 Гашение вибрации также обеспечивают регулируемые оправки. Они оснащены внутренним инерционным виброгасителем, предназначенным для колебания с резонансной частотой в противофазе с нежелательной вибрацией, поглощения энергии вибрации и минимизации вибрации. Например, система Steadyline® от Seco Tools (см. врезку) оснащена предварительно настроенным виброгасителем, основой конструкции которого является демпфирующий элемент из материала высокой плотности, подвешенный внутри оправки держателя инструмента с помощью радиальных поглощающих элементов. Демпфирующий элемент незамедлительно поглощает вибрацию, которая распространяется от режущего инструмента к корпусу оправки.

Более сложные и дорогие системы активного гашения вибрации инструмента — устройства с электронной активацией. Они обнаруживают вибрацию и с помощью электронных приводов создают дополнительное перемещение в оправке для устранения нежелательного перемещения.

Материал заготовки

Характеристики резания материала заготовки могут способствовать возникновению вибрации. Твердость материала, склонность к образованию наростов на кромке или деформационному упрочнению, наличие твердых включений изменяет или прерывает усилия резания, что может привести к вибрации. При обработке определенных материалов регулировка параметров резания позволяет свести к минимуму вибрации.

Геометрия режущего инструмента

Режущий инструмент подвержен тангенциальному и радиальному изгибу. Радиальный изгиб негативно влияет на точность диаметра отверстия. При тангенциальном изгибе пластина перемещается вниз от оси симметрии детали. В частности, при растачивании отверстий малого диаметра изменяемый внутренний диаметр отверстия уменьшает задний угол между пластиной и отверстием.

При тангенциальном изгибе инструмент перемещается вниз от осевой линии обрабатываемого компонента, из-за чего уменьшается задний угол. Радиальный изгиб уменьшает глубину резания, что негативно сказывается на точности обработки и приводит к изменению толщины стружки. Также из-за изменения глубины резания изменяются усилия резания, что может привести к вибрации.

Элементы геометрии пластины, включая передний угол, заходной угол и радиус вершины, могут увеличивать или уменьшать вибрацию. Например, пластины с позитивным передним углом создают меньшее тангенциальное усилие резания. Однако модели с позитивным передним углом уменьшают зазор, что может привести к истиранию и вибрации. Большой передний угол и малый угол кромки обеспечивают остроту режущей кромки, что снижает усилия резания. Тем не менее острая кромка может быть повреждена в результате удара или неравномерного износа, из-за чего снизится качество обработки поверхности отверстия.

  Небольшой заходной угол режущей кромки обеспечивает высокие осевые силы резания, в то время как большой заходной угол создает силу в радиальном направлении. Осевые силы оказывают ограниченное влияние на операции растачивания, поэтому предпочтение отдают небольшому заходному углу. В свою очередь, небольшой заходной угол также приводит к концентрации усилий резания на меньшей части режущей кромки по сравнению с большим заходным углом, что может привести к сокращению срока службы инструмента. Кроме того, заходной угол инструмента влияет на толщину стружки и направление схода стружки. Для минимизации радиальных усилий резания необходимо, чтобы радиус вершины пластины был меньше глубины резания.

 Контроль стружкообразования

 Удаление стружки из отверстия — основная сложность при растачивании. Геометрия пластины, скорость резания и характеристики резания материала заготовки влияют на стружкообразование. Для растачивания предпочтительной является короткая стружка, поскольку ее легче удалять из отверстия. Кроме того, такая стружка сводит к минимуму усилия на режущей кромке. Однако геометрия пластин сложной формы, предназначенная для разрушения стружки, обычно приводит к повышенному расходу энергии и может стать причиной вибрации.

 Для операций по высококачественной обработке поверхностей может потребоваться небольшая глубина резания. В этом случае образуется более тонкая стружка, из-за чего усложняется стружкообразование. Более высокая скорость подачи может обеспечить разрушение стружки, но также может увеличить усилия резания и вызвать биение, что отрицательно повлияет на качество поверхности. Большая скорость подачи также может привести к образованию наростов на кромке при обработке низкоуглеродистых сталей. Таким образом, более высокая скорость подачи и оптимальная подача СОЖ могут стать решением для стружкообразования при растачивании более ковкой легированной стали.

 Заключение

 Растачивание и токарная обработка глубоких отверстий с помощью инструментов увеличенной длины являются основными и наиболее распространенными процессами металлообработки. Для эффективности этих операций необходимо проводить комплексную оценку системы обработки. Такой подход позволяет убедиться, что различные факторы, направленные на максимальное уменьшение вибрации и поддержание качества продукции, в комплексе обеспечивают максимальную производительность и рентабельность.

 Высокая производительность с помощью инструментов с пассивным гашением вибрации

 Инструменты Steadyline® от Seco Tools позволяют выполнять типовые операции с длинным вылетом в два раза быстрее по сравнению с инструментами без гашения вибрации. Такие инструменты также повышают качество обработки поверхности детали, увеличивают срок службы инструмента и снижают нагрузку на станок. Благодаря технологии пассивного/динамического гашения вибраций можно выполнять операции, которые ранее были невозможны даже при минимальных параметрах обработки, например, использование инструментов с отношением L/D более 6:1. Токарные и расточные операции для малых и больших отверстий глубиной до 10D можно выполнять надежно и эффективно.

Работа системы динамического/пассивного гашения вибрации Steadyline® основана на взаимодействии вибрационных сил. Во время работы усилие резания вызывает в держателе перемещение (вибрацию). Для компенсации вибрации система Steadyline® использует свойства второго внутреннего элемента, обладающего той же естественной частотой, что и внешняя часть оправки. Элемент предназначен для колебания с резонансной частотой в противофазе с нежелательной вибрацией, поглощения энергии вибрации и минимизации нежелательного перемещения.

В системе Steadyline® вибропоглощающий элемент расположен в передней части оправки — на участке с наибольшей вероятностью изгиба. Элемент может мгновенно погасить вибрацию, которая распространяется от режущей кромки к корпусу оправки. Система Steadyline® также включает короткие компактные режущие головки Seco GL, позволяющие расположить режущую кромку близко к демпфирующему элементу для максимального поглощения вибрации. Система подходит для различных операций и особенно полезна при черновой и чистовой расточке, обработке контуров, пазов и карманов.

Компания Seco Tools расширила диапазон решений для точения и растачивания с длинным вылетом, добавив в ассортимент виброгасящие токарные/расточные оправки и режущие головки серии Steadyline®. Новая продукция включает оправки Steadyline® диаметром 25 мм и 100 мм, токарные головки GL25 и расточные головки BA диаметром до 115 мм для черновой и чистовой обработки. Головки расточного и токарного инструмента можно быстро заменять с помощью соединения GL, которое обеспечивает точность центрирования и повторяемость 5 мкм, а также возможность ориентации головки180°.

Оправки диаметром 25 мм с соединением GL25 со стороны заготовки представляют собой оправки с твердосплавным армированием для задач, связанных с максимальным вылетом инструмента до 250 мм. Оправки доступны с соединением на стороне станка Seco-Capto™, HSKT/ A и цилиндрическим хвостовиком. Оправки увеличенного диаметра 100 мм совместимы с существующими токарными головками GL50 и оснащены технологией Jetstream Tooling® для подачи СОЖ под высоким давлением через переходники BA-GL50.

Там, где стандартный инструмент выходит из строя, Steadyline® обеспечивает точность и надежность при операциях с длинным вылетом, снижает нагрузку на шпиндель, повышает скорость съема металла, обеспечивает качественную обработку поверхности и увеличивает срок службы инструмента.

Process Tool | Интегрифай

Что такое инструмент обработки?

Инструменты процессов или системы управления процессами сами по себе не являются ответом на узкие места вашего бизнеса. Лучший в мире технологический инструмент не решит никаких проблем, если его сложно использовать или использовать неправильно. Это инструмент, который при правильном использовании может заменить устаревшие ручные методы обработки интеллектуальным, оптимизированным цифровым процессом.

Каково реальное влияние инструментов процесса?

Автоматизация процессов в организации может существенно повлиять на чистую прибыль.Большинство пользователей получают положительную рентабельность инвестиций в течение нескольких месяцев после внедрения автоматизации процессов.

Вот несколько примеров:

• Оптимизация и ускорение внутренних процессов за счет сокращения ручного ввода и обработки запросов.
• Уменьшите количество ошибок и переделок.
• Снизьте риск неправильно утвержденных запросов.
• Улучшение соблюдения контрольных журналов.
• Увеличьте производительность и увеличьте производительность.
• Предоставьте сотрудникам единый персонализированный запрос на запросы.
• Отслеживание статуса запроса в режиме реального времени
• Определите тенденции производительности с течением времени.
• Снижение накладных расходов на лицензию для корпоративных систем (ERP, CRM и т. Д.)
• Отслеживайте прогресс команды в отношении соглашений об уровне обслуживания.
• Выявление и устранение технологических барьеров или узких мест.
• Лучше согласовывать задачи с соответствующими наборами навыков.
• Значительное сокращение бумажной работы, связанных с этим затрат и отходов.
• Снизьте потребность в ручном принятии решений с помощью бизнес-правил.

(Нажмите, чтобы увеличить)

Выше показан конкретный процесс, созданный с помощью нашего инструмента обработки Integrify. Инструменты бизнес-процессов заменяют ручное использование электронной почты, документов и электронных таблиц. Вместо этого у сотрудников есть цифровая, автоматизированная серия задач, которые выполняются в фоновом режиме до тех пор, пока им не понадобится предпринять какие-то действия.

Бизнес-выгода заключается в том, что сотрудники, которые ежедневно участвуют в нескольких процессах, получают время, чтобы посвятить более стратегическую работу.Это потому, что они могут тратить меньше времени на механические ручные задачи, которые напрямую не приносят пользу организации.

Также сотрудники, отправляющие внутренние запросы, могут рассчитывать на:

• Более быстрый и простой способ отправки запросов.
• Меньше времени на выяснение, у кого спросить, а что отправить.
• Полная видимость статуса их запросов.
• Более быстрое время выполнения работ.
• Повышенная точность обработки запросов.

Технологические инструменты, такие как Integrify, сэкономили предприятиям тысячи долларов из-за потери времени и ошибок.

---

Заинтересованы в инструментах рабочего процесса?

У нас есть множество ресурсов, которые помогут вам на пути к автоматизированному рабочему процессу.

Integrify Process Tool Demo

Чтобы узнать, как быстро вы сможете автоматизировать свои процессы, запросите демонстрацию или пробную версию Integrify.

---

Получить бесплатную демоверсию

---

Монитор процессов

— Windows Sysinternals

• Статья
.
• 16.12.2021
• 2 минуты на чтение

Эта страница полезна?

Оцените свой опыт

да Нет

Любой дополнительный отзыв?

Отзыв будет отправлен в Microsoft: при нажатии кнопки «Отправить» ваш отзыв будет использован для улучшения продуктов и услуг Microsoft.Политика конфиденциальности.

Представлять на рассмотрение

В этой статье

Марк Руссинович

Опубликовано: 16 декабря 2021 г.

Загрузить Process Monitor (3,3 МБ)
Запустить сейчас из Sysinternals Live.

Введение

Process Monitor — это расширенный инструмент мониторинга для Windows, который показывает файловая система в реальном времени, реестр и активность процессов / потоков.Он сочетает в себе функции двух устаревших утилит Sysinternals, Filemon и Regmon и добавляет обширный список улучшений, включая расширенные и неразрушающая фильтрация, комплексные свойства событий, такие как сеанс Идентификаторы и имена пользователей, надежная информация о процессе, полные стеки потоков со встроенной поддержкой символов для каждой операции, одновременная регистрация в файл и многое другое. Его уникальные мощные функции сделают Process Monitor — основная утилита для устранения неполадок и набор инструментов для поиска вредоносных программ.

Обзор возможностей монитора процессов

Process Monitor включает мощные возможности мониторинга и фильтрации, в том числе:

• Больше данных, собираемых для параметров ввода и вывода операции
• Неразрушающие фильтры позволяют устанавливать фильтры без потери данных
• Захват стеков ниток для каждой операции делает возможным во многих случаи для выявления первопричины операции
• Надежный сбор деталей процесса, включая путь к изображению, команду линия, пользователь и идентификатор сеанса
• Настраиваемые и перемещаемые столбцы для любого свойства события
• Фильтры можно установить для любого поля данных, включая поля, не настроен как столбцы
• Расширенная архитектура ведения журналов масштабируется до десятков миллионов захваченных события и гигабайты данных журнала
• Инструмент дерева процессов показывает взаимосвязь всех процессов, указанных в след
• Собственный формат журнала сохраняет все данные для загрузки в другом формате. Экземпляр монитора процессов
• Всплывающая подсказка процесса для удобного просмотра информации об образе процесса
• Подробная всплывающая подсказка обеспечивает удобный доступ к отформатированным данным, которые не помещается в столбец
• Отменяемый поиск
• Журнал загрузки всех операций

Лучший способ познакомиться с функциями Process Monitor — это прочтите файл справки, а затем посетите каждый из его пунктов меню и варианты в действующей системе.

Скриншоты

• Внутреннее устройство Windows Книга
  официальные обновления и страница исправлений для полной книги по Windows внутренние, от Марка Руссиновича и Дэвида Соломона.
• Справочник администратора Windows Sysinternals
  The официальное руководство по утилитам Sysinternals от Марка Руссиновича и Аарон Маргозис, включая описания всех инструментов, их функции, как их использовать для устранения неполадок и пример реальные случаи их использования.

Загрузить

Скачать Process Monitor (3,3 МБ)

Запустить сейчас из Sysinternals Live.

Работает на:

• Клиент: Windows 8.1 и выше.
• Server: Windows Server 2012 и выше.

Гидравлика — мосты и конструкции

Инструмент обработки CMIP, версия 2

Инструмент обработки CMIP, бета-версия

Бета-версия средства обработки проекта взаимного сравнения связанных моделей (CMIP) версии 2.1 (Инструмент) (2020) — это сетевой пакет программного обеспечения, который обрабатывает доступные уменьшенные климатические данные на местном уровне в соответствующие статистические данные для планировщиков и проектировщиков транспорта. Эта версия является обновлением более ранней версии Инструмента. Эта версия считается бета-версией, потому что она еще не была тщательно протестирована большим количеством внешних пользователей. Тем не менее, он прошел внутренние испытания и показал, что работает как задумано. Инструмент импортирует и обрабатывает данные из архива низкоуровневых прогнозов климата и гидрологии CMIP5, аффилированного с правительством США, по адресу https: // gdo-dcp.ucllnl.org/downscaled_cmip_projection/. На этом веб-сайте размещены уменьшенные климатические прогнозы Всемирной программы исследования климата.

Эта обновленная версия CMIP Tool работает со статистически уменьшенным набором данных CMIP5 Localized Constructed Analog (LOCA). Обновленный инструмент CMIP фокусируется на статистике, относящейся к переменным осадкам и температуре, которые могут применяться при планировании и инженерном проектировании. Руководство пользователя CMIP Processing Tool версии 2.1 находится в стадии разработки.Когда доступно, FHWA предоставит ссылку на него на этом сайте. До этого времени, пожалуйста, обратитесь к предыдущей версии для получения некоторой справочной информации и просмотрите раздел сообщений о проблемах ниже, если требуется дополнительная помощь.

Доступ к инструменту обработки CMIP версии 2.1

https://fhwaapps.fhwa.dot.gov/cmip — это ссылка для доступа к инструменту. CMIP Tool работает в Интернете и не требует загрузки программного обеспечения. Результаты этого инструмента будут представлены в виде таблиц Excel и будут размещены в разделе «Просмотр результатов» для загрузки на локальный компьютер.

Совместимость системы

FHWA запускает продукт в различных браузерах, работающих в среде ПК. При использовании инструмента пользователю может потребоваться временно отключить блокировку всплывающих окон при загрузке результатов процесса (в виде таблиц Excel) в инструмент.

Руководство пользователя

В руководстве пользователя представлены инструкции и пошаговые инструкции по использованию инструмента.

Проблемы с отчетами

Если вы считаете, что обнаружили проблему с какой-либо версией CMIP Tool (включая ошибки вычислений, проблемы интерфейса, сбивающие с толку функции, ошибки и упущения, а также все остальное, что может повлиять на функциональность и удобство использования программного обеспечения), используйте контактную информацию в правом верхнем углу веб-сайта CMIP (ссылка на веб-сайт находится в разделе «Доступ к инструменту обработки CMIP версии 2. 1 «) и укажите следующую информацию:

• Имя
• Контактная информация (не будет использоваться, если не возникнет вопрос о проблеме с вашим инструментом CMIP)
• Операционная система компьютера (Windows 10, Windows 8 и т. Д.)
• Полное описание каждой проблемы
• Рассмотрите возможность прикрепления «снимка экрана» окна инструмента CMIP, если это применимо.

FHWA может запросить дополнительную информацию, указанную ниже, для решения проблемы:

• The.tar-файл или файл Excel, демонстрирующий проблему
• Дополнительные снимки экрана окна CMIP Tool, если применимо

Baseliner: интерактивный инструмент с открытым исходным кодом для обработки данных о потоках сока, полученных от датчиков рассеяния тепла.

Baseliner: интерактивный инструмент с открытым исходным кодом для обработки данных о потоках сока, полученных от датчиков рассеяния тепла. | Treesearch Перейти к основному содержанию

The. gov означает, что это официально.
Веб-сайты федерального правительства часто заканчиваются на .gov или .mil. Прежде чем делиться конфиденциальной информацией, убедитесь, что вы находитесь на сайте федерального правительства.

Сайт безопасен.
https: // гарантирует, что вы подключаетесь к официальному веб-сайту, и что любая предоставляемая вами информация шифруется и безопасно передается.

Тип публикации:

Научный журнал (JRNL)

Первичная станция (и):

Южная научная станция

Описание

Оценка транспирации древесных растений с использованием тепловых датчиков потока сока требует тщательной обработки данных. В настоящее время исследователи достигают этого с помощью электронных таблиц или путем личного написания сценариев для статистических программ (например, R, SAS). Мы разработали программное обеспечение Baseliner, чтобы помочь установить стандартизированный протокол для обработки данных о потоках сока. Baseliner позволяет пользователям выполнять данные QA / QC и обрабатывать данные, используя комбинацию автоматизированных шагов, визуализации и ручного редактирования. Обработка данных требует установления эталонного значения нулевого расхода или «базовой линии», которое меняется в зависимости от датчика и со временем.Поскольку в настоящее время не существует набора алгоритмов для надежного обеспечения / контроля качества и оценки базовой линии нулевого потока, Baseliner предоставляет графический пользовательский интерфейс, позволяющий визуально проверять и обрабатывать данные. Сначала данные обрабатываются автоматически с использованием набора параметров, определенных пользователем. Затем пользователь может просмотреть данные для дополнительного ручного контроля качества / контроля качества и идентификации базовой линии с помощью команд с помощью мыши и клавиатуры. Программное обеспечение с открытым исходным кодом позволяет пользователю настраивать алгоритмы обработки данных по мере разработки улучшенных методов.

Цитирование

Оиши, А. Кристофер; Хоторн, Дэвид А .; Орен, Рам. 2016. Baseliner: интерактивный инструмент с открытым исходным кодом для обработки данных о потоках сока, полученных от датчиков рассеяния тепла. Программное обеспечение X том 5: 139-143 5 стр. 10.1016 / j.softx.2016.07.003

Процитировано

Примечания к публикации

• Мы рекомендуем вам также распечатать эту страницу и прикрепить ее к распечатке статьи, чтобы сохранить полную информацию о цитировании.
• Эта статья была написана и подготовлена ​​служащими правительства США в официальное время и поэтому находится в открытом доступе.

https://www.fs.usda.gov/treesearch/pubs/52750

Ощущение с помощью инструментов расширяет соматосенсорную обработку за пределы тела

1.

Кларк А. и Чалмерс Д. Расширенный разум. Анализ 58 , 7–19 (1998).

Google Scholar

2.

Багдасарян К. и др. Преднейрональная морфологическая обработка расположения объекта отдельными усами. Нат. Neurosci . 16 , 622–631 (2013).

CAS Google Scholar

3.

Джапьясу, Х. Ф. и Лаланд, К. Н. Расширенное познание пауков. Anim. Cogn . 20 , 375–395 (2017).

Google Scholar

4.

Чан, Т.К. и Турви, М. Т. Определение вертикальных расстояний до поверхностей с помощью ручного зонда. J. Exp. Psychol. Гм. Восприятие. Выполните . 17, , 347–358 (1991).

CAS Google Scholar

5.

Брисбен, А. Дж., Сяо, С. С. и Джонсон, К. О. Обнаружение вибрации, передаваемой через объект, взятый в руке. J. Neurophysiol . 81 , 1548–1558 (1999).

CAS Google Scholar

6.

Клацки, Р. Л. и Ледерман, С. Дж. Тактильное восприятие шероховатости с жесткой связью между кожей и поверхностью. Восприятие. Психофизика 903 13. 61, , 591–607 (1999).

CAS Google Scholar

7.

Ямамото С. и Китадзава С. Ощущение на кончиках невидимых инструментов. Нат. Neurosci . 4 , 979–980 (2001).

CAS Google Scholar

8.

Сайг А., Гордон Г., Асса Э., Ариэли А. и Ахиссар Э. Моторно-сенсорное слияние в тактильном восприятии. Дж. Neurosci . 32 , 14022–14032 (2012).

CAS Google Scholar

9.

Килтени, К. и Эрссон, Х. Х. Прогнозирование сенсомоторной активности и использование инструментов: Ручные инструменты ослабляют самокасание. Познание 165 , 1–9 (2017).

Google Scholar

10.

Кац, Д. Мир прикосновения (Эрлбаум, Хиллсдейл, 1989).

11.

Холмс, Н. П., Калверт, Г. А. и Спенс, К. Расширение или проектирование периферийного пространства с помощью инструментов? Мультисенсорные взаимодействия выделяют только дистальный и проксимальный концы инструментов. Neurosci. Lett . 372 , 62–67 (2004).

CAS Google Scholar

12.

Saal, H.P., Delhaye, B.P., Rayhaun, B.C.И Бенсмайя, С. Дж. Моделирование тактильных сигналов всей рукой с точностью до миллисекунды. Proc. Natl Acad. Sci. США 114 , E5693 – E5702 (2017).

CAS Google Scholar

13.

Чил, Х. Дж. И Бир, Р. Д. Мозг имеет тело: адаптивное поведение возникает в результате взаимодействия нервной системы, тела и окружающей среды. Trends Neurosci . 20 , 553–557 (1997).

CAS Google Scholar

14.

Макин Т. Р., Де Виньемонт Ф. и Фейсал А. А. Нейрокогнитивные барьеры на пути воплощения технологии. Нат. Биомед. Eng . 1 , 0014 (2017).

Google Scholar

15.

Джонсон-Фрей, С. Х. Нейронные основы использования сложных инструментов у людей. Trends Cogn. Sci . 8 , 71–78 (2004).

Google Scholar

16.

Мартель, М., Кардинали, Л., Рой, А. К. и Фарне, А. Использование инструментов: открытое окно в представление тела и его пластичность. Cogn. Нейропсихол . 33 , 82–101 (2016).

Google Scholar

17.

Миллер Л. Э., Лонго М. Р. и Сайгин А. П. Морфология инструмента ограничивает влияние использования инструмента на представление тела. J. Exp. Psychol. Гм. Восприятие. Выполните . 40 , 2143–2153 (2014).

Google Scholar

18.

Descartes, R. in Œuvres et lettres (Gallimard, Paris, 1937).

19.

Шенкман, Б. Н. и Янссон, Г. Обнаружение и локализация объектов слепыми с помощью звуков ударов длинной тростью. Hum. Факторы 28 , 607–618 (1986).

Google Scholar

20.

Манчини, Ф., Лонго, М. Р., Яннетти, Г. Д. и Хаггард, П. Надрамодальное изображение поверхности тела. Neuropsychologia 49 , 1194–1201 (2011).

Google Scholar

21.

Керстен Д. , Мамассиан П. и Юилль А. Восприятие объекта как байесовский вывод. Annu. Преподобный Psychol . 55 , 271–304 (2004).

Google Scholar

22.

Джонсон, К. О. Роли и функции кожных механорецепторов. Curr. Opin.Нейробиол . 11 , 455–461 (2001).

CAS Google Scholar

23.

Шао Ю., Хейворд В. и Визелл Ю. Пространственные паттерны кожной вибрации во время тактильных взаимодействий всей рукой. Proc. Natl Acad. Sci. США 113 , 4188–4193 (2016).

CAS Google Scholar

24.

Hayward, V. in Human Haptic Perception: Basics and Applications (ed.Грюнвальд, М.) 381–392 (Birkhäuser, Basel, 2008).

25.

Белл, Дж., Болановски, С. и Холмс, М. Х. Структура и функция пачинианских корпускул: обзор. Прог. Нейробиол . 42 , 79–128 (1994).

CAS Google Scholar

26.

Мацкявичюс, Э. Л., Бест, М. Д., Заал, Х. П. и Бенсмайя, С. Дж. Миллисекундная точность определения времени спайков формирует тактильное восприятие. Дж. Neurosci . 32 , 15309–15317 (2012).

CAS Google Scholar

27.

Талбот, У. Х. и Маунткасл, Б. Чувство трепетания-вибрации: сравнение способностей человека с паттернами реакции механорецептивных афферентов руки обезьяны. J. Neurophysiol . 31, , 301–334 (1968).

CAS Google Scholar

28.

Йоханссон, Р.S. & Birznieks, I. Первые всплески в ансамблях тактильных афферентов человека кодируют сложные пространственные события кончика пальца. Нат. Neurosci . 7 , 170–177 (2004).

CAS Google Scholar

29.

Imamizu, H. et al. Мозжечковая деятельность человека, отражающая усвоенную внутреннюю модель нового инструмента. Nature 403 , 192–195 (2000).

CAS Google Scholar

30.

Янг, Р. В. Эволюция руки человека: роль метания и удара дубинкой. Дж. Анат . 202 , 165–174 (2003).

Google Scholar

31.

Кортес, К. и Вапник, В. Сети опорных векторов. Мах. Выучите . 20 , 273–297 (1995).

Google Scholar

32.

Chang, C.-C. И Лин, К.-Дж. LIBSVM: библиотека для поддержки векторных машин. ACM Trans. Intell. Syst. Технол . 2 , 27 (2011).

Google Scholar

33.

Team, R. C. R. Язык и среда для статистических вычислений (Фонд R для статистических вычислений, Вена, 2014).

Google Scholar

34.

Прушинский, Дж. А. и Йоханссон, Р. С. Обработка краевой ориентации в тактильных нейронах первого порядка. Нат. Neurosci . 17 , 1404–1409 (2014).

CAS Google Scholar

35.

Hayward, V. et al. Пространственно-временное распределение деформации кожи вызывает спайковые ответы с низкой вариабельностью клиновидных нейронов. J. R. Soc. Интерфейс 11 , 20131015 (2014).

Google Scholar

36.

Jörntell, H. et al. Разделение тактильных входных функций в нейронах клиновидного ядра. Нейрон 83 , 1444–1452 (2014).

Google Scholar

37.

Сестело, М., Вильянуэва, Н. М., Мейра-Мачадо, Л. и Рока-Пардиньяс, Дж. FWDselect: пакет R для выбора переменных в регрессионных моделях. The R Journal 8 , 132–148 (2016)

Google Scholar

Репозиторий QGIS Python Plugins

(14) голосов Загрузка. ..

Easy Processing Tool для корейского языка. Добавить несколько слоев, Добавить атрибуты длины или площади, Создать слой центроида, Преобразовать или установить систему координат.
본 플러그인 은 한국 임업 진흥원 과 아이 지아 이에스 플러그인 입니다.

Автор

iGIS Corp.

Сопровождающий

крарбно

Теги

кмл , Центроид , длина , Координировать , площадь , 임업 진흥원 , 산림 , Кофпи , 면적 , 길이 , 중심점 , 좌표계

Домашняя страница плагина

http: // www. igiskorea.com

Трекер

Просматривайте и сообщайте об ошибках

Репозиторий кода

https://github.com/crowrbno/easy_processing_tool

Последняя стабильная версия

0,4

Версия	Экспериментальный	Минимальная версия QGIS	Загрузки	Загружено пользователем	Дата
0. 4	№	3.0.0	8663	Crowrbno	7 апреля 2020 г. 2:19
0,3	№	3.0,0	2827	Crowrbno	23 сентября 2019 г. 2:28:00
0,2 ​​	№	3.0.0	159	Crowrbno	сен. 15 января 2019 г. 20:30
0,1	№	3.0.0	410	Crowrbno	19 августа 2019 г. 2:51:00

Инструменты и лучшие практики для обработки данных в анализе экспрессии аллелей | Genome Biology

Единица данных AE

Биологический сигнал, представляющий интерес при анализе AE, представляет собой относительную экспрессию данного транскрипта из двух родительских хромосом.Типичные данные по НЯ стремятся уловить это путем подсчета считываний РНК-seq, несущих референсные и альтернативные аллели по гетерозиготным сайтам в индивидууме [гетерозиготные однонуклеотидные полиморфизмы (гетеронуклеотидные полиморфизмы)], и это является предметом нашего анализа, если не указано иное. Образцы Geuvadis со средней глубиной 55 миллионов отображенных считываний имеют около 5000 гетеронуклеарных SNP, покрытых ≥30 последовательностей РНК, распределенных по примерно 3000 генам и 4000 экзонам (рис. 2; дополнительный файл 2). Точное количество варьируется из-за различий в глубине секвенирования, его распределении по генам и индивидуальной гетерозиготности ДНК.Около половины этих генов содержат несколько het-SNP на индивидуум, которые могут быть агрегированы для лучшего обнаружения AE в гене (рис. 2d). Однако альтернативный сплайсинг может вносить истинные биологические вариации в AE в разных экзонах, и неправильное фазирование необходимо учитывать в последующем анализе [13]. Кроме того, суммирование данных из нескольких SNP не подходит, если одни и те же считывания последовательности РНК перекрывают оба сайта. По данным Geuvadis, 9% считываний, используемых в анализе AE, на самом деле перекрывают более одного het-SNP (рисунок S2d в дополнительном файле 2), но это будет происходить чаще по мере увеличения длины чтения [21]. В будущем потребуются более совершенные инструменты для разделения чтения RNA-seq на любой из двух гаплотипов в соответствии со всеми het-SNP, которые они перекрывают [22]. Фактически, это может помочь разделить экзонные участки на длинные интроны.

Рис. 2

Геномный охват данных AE в образцах Geuvadis CEU. a Кумулятивное распределение охвата считыванием RNA-seq на het-SNP (каждая линия представляет один образец). b , c Количество het-SNP ( b ) и генов, кодирующих белок ( c ) на образец в зависимости от порогового значения покрытия. d Число кодирующих белок генов с данными AE по сравнению с числом het-SNP, которые они содержат. Каждая линия представляет собой медианное значение для всех выборок на определенном уровне охвата

AE анализ небольших вставок или делеций (инделек) оказался технически очень сложным, и его редко предпринимают, даже несмотря на то, что индели со сдвигом рамки считывания являются важным классом вариантов, усекающих белок. Ошибки выравнивания по индель-локусам распространены из-за множественных несовпадений считываний, несущих альтернативные аллели, а более низкое качество генотипирования добавляет дополнительную ошибку [12].В Rivas et al. В [12] мы описываем первый подход для крупномасштабного анализа AE по вставкам, но требуется дальнейшее развитие методов для большей чувствительности и вычислительной масштабируемости.

В дополнение к классическому анализу АЕ для выявления различий в уровне общей экспрессии двух гаплотипов, также можно анализировать аллельные различия в структуре транскриптов или сплайсинге [аллельный сплайсинг (AS)] [5, 21]. Эти методы сравнивают распределение экзонов ридов и их партнеров, несущих разные аллели гетерозиготного сайта, и работают все более хорошо для более длинных общих фрагментов.В этом анализе структура данных несколько сложнее, чем счетчики ссылочных / не ссылочных чтений в AE, в зависимости от конкретного алгоритма. Хотя в этой статье основное внимание уделяется классическому AE-анализу SNP, большинство шагов анализа качества также применимы к Indel AE и AS.

Инструменты для получения количества аллелей

Подсчет аллелей является отправной точкой для всех анализов НЯ, и многие предыдущие инструменты могут получать эти подсчеты. Однако они также выполняют другие анализы, которые требуют дополнительных входных данных и увеличивают время выполнения.Здесь мы представляем простые инструменты, которые можно использовать для получения только количества аллелей, используя минимально необходимые входные данные в стандартных форматах. Мы представляем два решения: 1) высокоэффективный инструмент Python, который обрабатывает результаты SAMtools mpileup, инфраструктуры, используемой большинством существующих конвейеров анализа AE; и 2) простой в использовании инструмент в широко используемом GATK v.3.4 [23, 24] под названием ASEReadCounter, который не требует какой-либо дополнительной настройки и включает множество легко настраиваемых параметров обработки чтения, а также профессиональное обслуживание и документацию. аналогичен другим инструментам GATK. Оба оперируют выровненными считываниями последовательностей РНК и подсчитывают считывания эталонных и альтернативных аллелей, которые прошли фильтры для картирования и качества основания для каждого двухаллельного гетерозиготного варианта. Инструмент GATK предлагает несколько дополнительных опций для обработки чтения RNA-seq: по умолчанию каждый фрагмент чтения учитывается только один раз, если базовые вызовы согласованы на интересующем сайте, а повторяющиеся чтения фильтруются (см. Ниже). Другие параметры позволяют фильтровать по охвату и по сайтам или чтениям с удалениями. Результатом обоих является один файл на входной файл RNA-seq, с одной строкой на сайт, отображающей счетчики для каждого аллеля, а также счетчики отфильтрованных чтений, и их можно использовать для последующего анализа.Инструменты дают согласованные результаты, время выполнения сопоставимо с ранее опубликованным инструментом [25] (дополнительный файл 3).

Контроль качества подсчета аллелей

Получение количества аллелей из данных RNA-seq по списку гетерозиготных сайтов концептуально очень просто, но необходимо предпринять несколько нетривиальных шагов фильтрации, чтобы гарантировать, что только высококачественные считывания, представляющие независимую РНК / подсчитывают молекулы кДНК. Первый обычно применяемый фильтр — это удаление считываний с потенциально ошибочным основанием по гетерозиготному сайту на основе низкого качества основания.Кроме того, необходимо учитывать потенциальное перекрытие спариваний в данных последовательностей парных концов РНК, так что каждый фрагмент, представляющий одну молекулу РНК, учитывается только один раз на het-SNP. В данных Geuvadis в среднем 4,4% сопоставлений чтения с het-SNP на выборку получены из перекрывающихся сопряжений, но это число будет зависеть от размера вставки (рисунок S4a в дополнительном файле 4).

В анализе последовательностей РНК повторяющиеся считывания с идентичными начальными и конечными положениями являются обычным явлением (15% считываний в анализе Geuvadis AE), потому что высокоэкспрессированные гены насыщаются считываниями (рисунок S4b, d в дополнительном файле 4).Таким образом, по умолчанию дубликаты обычно не удаляются из данных RNA-seq, чтобы избежать недооценки уровней экспрессии в сильно экспрессируемых генах [5]. Тем не менее, мы наблюдаем последовательные, хотя и нечастые признаки артефактов ПЦР в данных Geuvadis AE, особенно на плохо покрытых сайтах — где дубликаты в основном являются истинными дубликатами ПЦР, поскольку насыщение маловероятно. Удаление повторяющихся операций чтения снижает количество технических источников AE на этих сайтах, при этом оказывая минимальное влияние на SNP с высокой степенью охвата и насыщением по чтению (рисунок S4e в дополнительном файле 4).Таким образом, мы предлагаем, чтобы удаление повторяющихся чтений было хорошим подходом по умолчанию для анализа AE, и оно реализовано по умолчанию в инструменте GATK. Однако важно, чтобы оставшееся считывание выбиралось случайным образом или по базовому качеству, а не по шкале сопоставления, чтобы не смещаться в сторону эталонного аллеля.

Самая сложная проблема в анализе AE и потенциальный источник ложноположительных AE — это гарантия того, что 1) все считывания, подсчитываемые по сайту, действительно происходят из этого геномного локуса, и 2) подсчитываются все считывания из этого локуса. Исследования RNA-seq с более короткими или односторонними считываниями RNA-seq более подвержены этим проблемам. Во-первых, чтобы гарантировать, что никакие чужие чтения не будут ошибочно назначены локусу, следует использовать только однозначно отображаемые чтения. Это означает, что высокогомологичные локусы, такие как микроРНК, не поддаются анализу AE.

Еще более сложным предостережением при анализе AE является смещение аллельного картирования: в данных РНК-seq, согласованных с эталонным геномом, чтение, несущее альтернативный аллель варианта, имеет по крайней мере одно несоответствие, и, следовательно, имеет более низкую вероятность правильного выравнивания чем указано в ссылке [26–28].Смоделированные данные в Panousis et al. [27] указывает на существенные различия между сайтами — в большинстве случаев считывания картированы правильно, но 12% SNP и 46% инделей имели смещение отношения аллелей> 5%, а у некоторых была полная потеря картирования альтернативного аллеля. Локусы с гомологией в другом месте генома особенно проблематичны, поскольку читы имеют почти одинаково хорошие альтернативные локусы для выравнивания. Более того, даже сайт без предвзятости сам по себе может стать смещенным из-за флангового (иногда неизвестного) варианта, который разделяет перекрывающиеся чтения с интересующим сайтом.Кроме того, систематическая ошибка отображения зависит от конкретного используемого программного обеспечения для выравнивания (дополнительный файл 5).

Для контроля влияния систематической ошибки отображения на анализ АЭ могут использоваться различные стратегии. Самый простой подход, который можно применить к данным AE без перестройки, — это фильтровать сайты с вероятной систематической ошибкой [5, 8, 28]. В предыдущей работе [5, 8, 29–31] и в этой статье, если не указано иное, мы удаляем около 20% het-SNP, которые либо попадают в области с низкой сопоставимостью (оценка сопоставимости ENCODE 50 bp <1), либо показываем сопоставление систематическая ошибка моделирования [27].Это уменьшает количество сайтов с сильной систематической ошибкой примерно на 50% (рис. 3b), но референсное отношение всего генома, остающееся немного выше 0,5, указывает на остаточную систематическую ошибку (рис. S6a в дополнительном файле 6). Использование этого отношения в качестве нуля в статистических тестах вместо 0,5 [5, 6] может улучшить результаты (рис. S6b – e в дополнительном файле 6). Более исчерпывающие, но требующие больших вычислительных ресурсов подходы включают выравнивание по персонализированным геномам [18, 32, 33] или использование выравнивателя, учитывающего варианты, такого как GSNAP [34]. Эти методы дают сопоставимые результаты и устраняют средних ошибок по всему геному (рис.3а; Дополнительный файл 5), но тот факт, что применение фильтра сопоставимости по-прежнему удаляет моноаллельные сайты, означает, что не все смещения устранены (рис. 3b). В частности, в персонализированных или учитывающих варианты подходах сайты с гомологией в другом месте генома могут иметь очень существенную систематическую ошибку картирования аллелей в сторону эталонного или нереференсного аллеля, что происходит, когда считывание, несущее карту одного аллеля, идеально и читается с выравниванием другого аллеля. к нескольким локусам. Новым подходом является специальное удаление считываний, показывающих систематическую ошибку отображения, с помощью программного обеспечения, такого как WASP [35], которое в целом работает хорошо, хотя некоторые признаки остаточной систематической ошибки все еще остаются.Дополнительный файл 7 представляет собой сводку сильных и слабых сторон каждой стратегии. В целом, хотя многие подходы дают достаточно точные данные, смещение аллельного картирования остается проблемой, которую невозможно полностью устранить с помощью имеющихся решений.

Рис. 3

Стратегии уменьшения систематической ошибки отображения при анализе АЭ. a Сводка различных стратегий для коррекции смещения отображения ( Baseline = только STAR, выровненный только, Filtering = STAR, выровненный с фильтрами смещения и сопоставления, P.Геном = STAR, выровненный с персонализированным геномом, созданным с помощью Allele-Seq, WASP = STAR, выровненный с удалением смещенных считываний с помощью WASP, Variant Aware = GSNAP в режиме выравнивания с учетом вариантов). Коробчатая диаграмма (ось слева) показывает ссылочные отношения для сайтов AE, охваченных восемью или более чтениями. Среднее эталонное отношение для каждой стратегии показано белой чертой ; сплошная черная линия указывает эталонное отношение 0,5, а пунктирные линии указывают ± 0.05. Процент сайтов, которые являются моноаллельными ссылочными ( серый кружок ) или альтернативными ( серый ромб ), нанесены на график против вторичной оси. Количество сайтов с данными AE для каждой стратегии показано в процентах от базовой стратегии под соответствующими ярлыками. Выбросы скрыты для удобства просмотра. b Процент сайтов, которые удаляются при применении фильтров смещения и сопоставимости к результирующим данным из всех стратегий, показано для каждого интервала отношения эталонов

Контроль качества данных генотипа

Анализ AE основан на данных гетерозиготных сайтов для различения двух родительских аллелей.Эти данные генотипа в идеале извлекаются из массивов секвенирования ДНК или генотипирования, но сами данные РНК-seq также могут использоваться для вызова генетических вариантов и поиска гетерозиготных сайтов [36–39]. Однако истинный аллельный дисбаланс может привести к тому, что гетерозиготные сайты будут называться гомозиготными в вызове генотипа на основе РНК, и привести к существенной ошибке в моноаллельных генах из-за, например, импринтинга, и более тонкого смещения в экспрессии генов локусов количественных признаков (eQTL) (Рисунок S7a в Дополнительном файле 8).

Даже при использовании гетерозиготных генотипов, вызванных из данных ДНК, ошибка генотипирования может быть важным источником ложных сигналов об аллельном дисбалансе, поскольку данные AE из гомозиготного сайта проявляются как моноаллельно экспрессируемые. В данных генотипа, прошедших нормальный контроль качества (QC), включая тест равновесия Харди-Вайнберга, ошибка генотипа приведет к редким случаям моноаллельной экспрессии на сайт, не характерной для многих людей (рис. 1b). Ложные вызовы гетерозиготного генотипа редки, но не пренебрежимо малы при анализе НЯ с использованием генотипов SNP из массивов или современных данных секвенирования, но гораздо чаще встречаются в вмененных данных (рис.4а). Расчет доли моноаллельных сайтов АЕ в масштабе генома на индивидуума является чувствительным методом контроля качества генотипирования (рис. 4а, стрелки).

Рис. 4

Контроль качества данных генотипа для анализа АЕ. a Средний процент het-SNP, где РНК-seq считывается с обоих аллелей, наблюдается во всех тканях для образцов GTEx, генотипированных с разными платформами: exome-seq ( желтый ), массив SNP Illumina OMNI 5 M ( синий ), и сайты, вмененные из массива генотипов OMNI 5 M ( красный ). Серые стрелки указывают на особей с отклонениями, которые, вероятно, будут иметь более низкое качество генотипа. b Общее количество считываний het-SNP по сравнению с количеством считываний менее охваченного аллеля для отдельного образца Geuvadis. Сайты, отмеченные как предполагаемые ошибки генотипирования, отмечены красным цветом , при этом данные РНК-seq не подтверждают гетерозиготность

.

Устранение ошибки генотипирования относительно просто для анализа умеренного аллельного дисбаланса (например, вызванного цис--регуляторными вариантами): удаление моноаллельных вариантов удаляет сайты с ложными генотипами и приводит к небольшой потере действительно интересных данных.Однако сайты с высоким уровнем охвата редко бывают строго моноаллельными даже в гомозиготном состоянии из-за редких ошибок при секвенировании и выравнивании (рисунок S7b в дополнительном файле 8). Таким образом, мы предлагаем фильтр ошибок генотипа, в котором среднее количество такого шума секвенирования на образец сначала оценивается по аллелям, отличным от эталонного (REF) или альтернативного (ALT) (рисунок S7c в дополнительном файле 8). Затем используется биномиальное тестирование, чтобы оценить, значительно ли количество аллелей REF / ALT превышает этот шум, и участки, где гомозиготность не может быть отклонена таким образом, помечаются как возможные ошибки (рис.4б). Кроме того, может быть желательно пометить полностью моноаллельные сайты с низким общим количеством, где гомозиготность не может быть существенно отклонена, но гетерозиготность также не поддерживается. Этот тест также может быть применен к планам исследований с данными РНК-seq из нескольких образцов (например, тканей или обработок) данного человека, генотипированного только один раз, поскольку ошибка генотипирования вызывает стойкую моноаллельную экспрессию в каждой ткани. В наборе данных Geuvadis с 1000 геномами фазы 1 генотипов и сайтов, охваченных восемью или более чтениями, в среднем 4.3% сайтов в выборке исключаются по этим критериям [1% ложных обнаружений (FDR)].

К сожалению, ошибку генотипирования очень трудно отличить от истинного биологического паттерна сильной моноаллельной экспрессии, общей для всех исследуемых тканей и присутствующей в небольшом количестве образцов, например при анализе нонсенс-опосредованного распада, вызванного редким вариантом, или редкая тяжелая регуляторная мутация (рис. 1). Единственное реальное решение — это строгий контроль качества и / или валидация генотипа, а также учет возможности искажения из-за ошибки генотипирования при интерпретации результатов.

Неправильная маркировка образцов или смешивание образцов RNA-seq может привести к значительному количеству ложноположительных совпадений — в отличие от снижения эффективности исследований eQTL. К счастью, простые показатели анализа АЭ обеспечивают чувствительный способ обнаружения загрязнения образца и неправильной маркировки [40]. Гетерозиготная конкордантность ДНК-РНК — то есть доля ДНК-гетерозиготных сайтов, которые также являются гетерозиготными в данных РНК, — и мера аллельного дисбаланса обнаруживают выбросы и указывают тип ошибки (рисунок S7d в дополнительном файле 8).

Технические ковариаты

RNA-seq стал зрелым и хорошо воспроизводимым методом, но он не застрахован от технических ковариат, таких как лаборатория, в которой проводились эксперименты, аспекты конструкции и сложности библиотеки, а также показатели секвенирования [40]. Исследования экспрессии генов особенно чувствительны к этим техническим факторам, поскольку сравнивается количество считываний между образцами. Преимущество анализа AE заключается в том, что сравниваются только счетчики считывания в пределах образцов (аллель против аллеля), что делает его менее восприимчивым к техническим артефактам.Мы проанализировали корреляцию доли значимых участков НЯ (биномиальный тест, номинал p <0,05) с различными техническими ковариатами в данных Geuvadis (рис. 5a). В необработанных данных подсчета AE мы наблюдаем высокую корреляцию с глубиной библиотеки (уникальные чтения; R ² = 0,24) — вполне ожидаемо, поскольку общее количество считываний сайтов AE определяет статистическую мощность, позволяющую увидеть значительные эффекты (см. Ниже). В данных AE, скорректированных с учетом вариации числа считываний путем масштабирования числа до 30, все технические корреляции очень малы и в основном несущественны, в отличие от данных об уровне экспрессии генов, которые демонстрируют сильные групповые эффекты (рис.5б). Таким образом, когда принимаются соответствующие меры, анализ НЯ является чрезвычайно надежным подходом, который меньше страдает от технических факторов, чем исследования экспрессии генов.

Рис. 5

Технические ковариаты AE. a Корреляция AE с техническими ковариатами, измеренная как корреляция (R ² ) между каждой коварией и процентом значимых сайтов AE в выборке (бином p <0,05, het-SNP с ≥30 считываний), обе до и после масштабирования до 30 чтений. b Корреляция экспрессии генов с техническими ковариатами. В качестве статистики экспрессии генов мы используем медианную корреляцию каждого образца со всеми другими образцами (D-статистика). Для сравнения показана корреляция с биологической переменной (популяцией). Корреляции рассчитывались из всех выборок Geuvadis с помощью корреляции Спирмена для непрерывных ковариат или линейной регрессии для категориальных ковариат. ** p <0,01, * p <0,05, после коррекции Бонферрони. RIN Число целостности РНК, Stdev стандартное отклонение

Статистические тесты для AE

Биномиальный тест — классический способ определить, существенно ли отличается соотношение двух аллелей от ожидаемого 0,5, и широко используется [2, 5, 8, 31]. Однако данные об АЭ чрезмерно разбросаны по сравнению с тем, что ожидается при биномиальном распределении, вероятно, в результате как биологических, так и технических факторов [35, 41, 42].Эти технические факторы возникают из-за систематических артефактов, таких как смещение аллельного картирования, а также из-за несовершенной воспроизводимости (ошибки измерения), которую мы смогли оценить, используя восемь технических копий пяти образцов Geuvadis [40]. Учет дубликатов и перекрывающихся сопряжений чтения уменьшил ошибку измерения между репликами (Дополнительный файл 9), с очень низким уровнем остаточной вариации между репликами, за исключением участков с высоким уровнем охвата (> 500), хотя мы отмечаем, что это может не относиться ко всем наборам данных .Другие меры контроля качества, описанные выше, устраняют систематические артефакты и дополнительно снижают раздувание биномиальных значений p (рис. 6a). Тем не менее, биномиальные значения p остаются завышенными, и особенно сильно освещенные сайты, вероятно, будут иметь систематические артефакты (рис. 6b). Это говорит о том, что простой биномиальный тест не может быть подходящим статистическим тестом для аллельного дисбаланса, потому что он может привести к большому количеству ложноположительных результатов. Однако, учитывая, что большинство генов имеют eQTL [4, 5, 8], ожидается, что биологические источники AE будут чрезвычайно широко распространенными, что дополнительно подтверждается высокой наследуемостью AE [2].Таким образом, несмотря на то, что были предложены различные статистические модели, многие из которых используют вариации бета-биномиальной модели для вывода уровня сверхдисперсии [35, 41, 42], по-прежнему трудно отличить биологические источники избыточной дисперсии от предполагаемых технических эффектов. . Один из подходов состоит в том, чтобы анализировать НЯ у индивидуумов и тканей для контроля наличия искажающих факторов и захвата интересующего биологического сигнала, такого как регулирующая вариация цис, [35, 41], импринтинг [13] или нонсенс-опосредованный распад [20].Однако многие статистические подходы к анализу данных AE только появляются, и их полный сравнительный анализ выходит за рамки данной статьи. Для справки, список доступных в настоящее время инструментов и публикаций, которые анализируют данные НЯ, включая их конкретное биологическое применение, используемые статистические тесты и требуемые исходные данные, можно найти в Дополнительном файле 10.

Рис. 6

Меры контроля качества уменьшают ложность положительные результаты, продемонстрированные биномиальным тестом на аллельный дисбаланс. график QQ значений p , полученных в результате биномиального тестирования после различных измерений QC. Базовый уровень = Тестирование с согласованием по STAR с нулевым значением 0,5 без какой-либо поправки на двойной подсчет, систематическую ошибку картирования или ошибку генотипирования; Без двойного подсчета = в качестве базовой линии, но без дубликатов и перекрывающихся пар сопряжений, учитываемых один раз; Фильтр сайта = как без двойного подсчета, но без смещенных и низко отображаемых het-SNP; Скорректированный нуль = Как фильтр сайта, но с использованием отношения среднего к базовому эталону в качестве биномиального нуля; Фильтр WASP = как фильтр сайта, но с фильтрацией чтения WASP; Моноаллельный фильтр = как скорректированный нуль, но удаление моноаллельных сайтов для учета предполагаемой ошибки генотипирования. b Гистограмма, показывающая распределение охвата для сайтов со значительным (5% FDR) аллельным дисбалансом в соответствии с биномиальным тестом (основная ось) и процент всех гетеронуклеарных SNP, которые показывают значительный аллельный дисбаланс в каждом интервале охвата с использованием возрастающего аллельного эффекта отсечки (вторичная ось). c , d Многомерное масштабирование ( MDS ) кластеризация выборок Geuvadis на основе доли сайтов со значительными AE, которые различаются между парами выборок.Образцы окрашены лабораторией секвенирования и помечены по населению. Если значимые участки назначаются на основе простого биномиального теста (FDR 5%), образцы сначала группируются с помощью лаборатории секвенирования из-за специфических для каждой лаборатории различий в охвате ( c ). Этот эффект в основном устранен в ( d ), требуя, чтобы значимые участки имели FDR 5% и размер эффекта> 0,15

Часто во время анализа AE целью является сравнение аллельного дисбаланса между разными сайтами или между людьми.Это осложняется сильно изменчивым общим счетчиком считывания на гет-SNP (рис. 2a), поскольку они приводят к существенным различиям в статистической мощности на разных сайтах. Эти различия обусловлены различиями в глубине библиотеки между образцами, а также биологически изменчивыми уровнями экспрессии между генами и образцами. Такие различия могут привести к кластеризации образцов экспериментальной партией (рис. 6c). Если цель анализа состоит в том, чтобы зафиксировать AE, паттерны, вносимые уровнями экспрессии, часто нежелательны.Хотя эта проблема в конечном итоге должна быть решена с помощью специализированных статистических подходов, ее можно решить с помощью простого отсечения минимального размера эффекта, которое снижает обогащение значимых сайтов гетеронуклеарными SNP с высоким уровнем охвата (рис. 6b) и объясняет сильнейшую зависимость между общее количество считываний (рис. 6d). Экспериментальный подход заключается в использовании анализа, который дает большое количество считываний, таких как mmPCR-seq, вместо или вместе с данными RNA-seq [9, 12, 13, 43].

Меры контроля качества повышают эффективность обнаружения биологически релевантных АЕ.

Независимо от конкретного применения предлагаемые здесь меры контроля качества должны увеличивать истинные сигналы АЕ, что приводит к повышению способности обнаруживать представляющие интерес биологические явления.Чтобы продемонстрировать это, мы проанализировали AE в 1154 генах с известным eQTL (eGenes) у 343 европейцев, используя данные Geuvadis LCL RNA-seq [5]. Ожидается, что люди, гетерозиготные по SNP eQTL (eSNP), будут демонстрировать повышенные АЕ в пределах eGene по сравнению с гомозиготными. Применение мер контроля качества увеличило значимость разницы в AE и уменьшило дисперсию AE на eGenes (дополнительный файл 11). В целом это увеличило способность различать уровни AE в eSNP, гетерозиготных и гомозиготных eGenes, с 6.Увеличение числа истинно положительных результатов на 8% и уменьшение числа ложных срабатываний на 59,3% после применения мер контроля качества (рис. 7a, b). Эти меры также значительно увеличили разницу в доле лиц, демонстрирующих аллельный дисбаланс (AE> 0,25) между двумя классами (рис.7c), и привели к устойчивому обогащению сайтов в гетерозиготном eQTL по всему спектру аллельного дисбаланса (рис. 7г). Эти результаты ясно демонстрируют непосредственную выгоду от обеспечения высокого качества данных АЭ, используемых для анализа, за счет применения описанных здесь мер контроля качества.

Рис. 7

Измерения QC улучшают способность обнаруживать биологически релевантные AE в генах, которые имеют eQTL (eGenes), где люди, гетерозиготные по верхнему SNP eQTL (eSNP), как ожидается, будут иметь больше AE, чем гомозиготные люди. График медианы AE у гетерозиготных и гомозиготных индивидуумов для каждого eGene до ( a ) и после ( b ) измерений QC. Красные точки указывают на значительную (1% FDR) разницу в уровне AE в ожидаемом направлении (AE het> AE homo, истинно положительный), синих точек указывают на значительную разницу в противоположном направлении (AE het c Коробчатая диаграмма процента лиц, демонстрирующих аллельный дисбаланс (AE> 0,25), которые являются либо гетерозиготными, либо гомозиготными по верхнему eQTL в каждом eGene до и после измерений QC. Выбросы скрыты для удобства просмотра. d Средний процент het-SNP, которые обнаруживаются в гетерозиготных eGenes в подборках AE у индивидуумов до и после измерений QC. Планки погрешностей представляют стандартную ошибку среднего, а звездочки указывают на значительную разницу (1% FDR) после применения мер контроля качества для этого интервала

.