Protocollo di controllo dell'orologio per l'analisi delle immagini: plugin ImageJ
Summary
Questo documento descrive due nuovi plugin ImageJ per l'analisi delle immagini "Clock Scan". Questi plugin espandono la funzionalità del programma originale visual basic 6 e, soprattutto, rendono disponibile il programma a una grande comunità di ricerca associandola con il pacchetto software ImageJ per l'analisi delle immagini.
Abstract
Il protocollo di scansione dell'orologio per l'analisi delle immagini è uno strumento efficace per quantificare l'intensità media del pixel all'interno, al confine e all'esterno (uno sfondo) di una regione di interesse convessa o segmentata, che porta alla generazione di un valore radiale pixel- Profilo di intensità. Questo protocollo è stato originariamente sviluppato nel 2006, come uno script di visual basic 6, ma come tale, aveva una distribuzione limitata. Per risolvere questo problema e per partecipare ad altri simili sforzi recenti da altri, abbiamo convertito il codice originale del protocollo di scansione dell'orologio in due plug-in Java compatibili con programmi di analisi di immagini sponsorizzati da NIH e liberamente disponibili come ImageJ o Fiji ImageJ. Inoltre, questi plugin dispongono di diverse funzioni, ampliando ulteriormente l'intervallo di funzionalità del protocollo originale, ad esempio l'analisi di più aree di interesse e gli stack di immagini. Quest'ultima caratteristica del programma è particolarmente utile in applicazioni in cui è importante determinare i cambiamenti correlatiAl tempo e alla posizione. Pertanto, l'analisi della scansione orologio di pile di immagini biologiche può essere applicata potenzialmente alla diffusione di Na + o Ca ++ all'interno di una singola cella, nonché all'analisi dell'attività di diffusione ( ad esempio , onde Ca ++ ) in popolazioni sinapticamente -connected o gap junction-coupled cellule. Qui descriviamo questi nuovi plugin di scansione orologi e mostriamo alcuni esempi delle loro applicazioni nell'analisi delle immagini.
Introduction
L'obiettivo di questo lavoro è quello di presentare un protocollo di Clock Scan senza piattaforma e liberamente a disposizione di qualsiasi ricercatore interessato a questo tipo di analisi delle immagini. Il protocollo di clock scan è stato originariamente sviluppato nel 2006 1 , con l'obiettivo di migliorare i metodi esistenti di quantificazione dell'intensità di pixel all'interno di regioni di interesse convex (ROI), un metodo che ha una migliore capacità integrativa e una migliore risoluzione spaziale. Durante l'acquisizione, il protocollo raccoglie in sequenza più profili di intensità pixel radiali, scansionati dal centro ROI al suo bordo oa una distanza predeterminata al di fuori del ROI allo scopo di misurare l'intensità del pixel di "background". Il protocollo scala questi profili in base al raggio della cella, misurato nella direzione della scansione. Così, la distanza dal centro al bordo ROI di ogni singola scansione radiale è sempre al 100% della scala X. Infine, il programma mette in media questi individuiProfili in un profilo integrale di intensità pixel radiale. A causa della scalatura, il profilo medio di intensità pixel, prodotto dal protocollo "Clock Scan", non dipende né dalla dimensione ROI né, entro limiti ragionevoli, sulla forma ROI. Questo metodo consente un confronto diretto o, se necessario, la mediazione o la sottrazione di profili di differenti ROI. Il protocollo consente anche la correzione dei profili di intensità pixel integrali, di qualsiasi oggetto per il rumore di fondo, mediante una semplice sottrazione dell'intensità media di pixel situati al di fuori dell'oggetto. Anche se è stato testato solo in campioni biologici, il nostro protocollo fornisce una valida aggiunta ad altri strumenti di analisi delle immagini esistenti utilizzati per studi di immagini di processi fisici o chimici disposti attorno ad un punto di origine (come la diffusione di sostanze da una sorgente di punti ) 1 .
Tuttavia, la principale limitazione del metodo di analisi dell'immagine originale era che il protocollo era devElicottero come Visual Basic 6 (VB6) (codice e quindi era piattaforma dipendente e difficile da distribuire (che richiede VB6). Per risolvere questo problema e ad aderire a simili tentativi recenti da altri investigatori 2 , abbiamo convertito la VB6 Clock Scan Codice di programma in due plug-in Java compatibili con i programmi di analisi delle immagini open source e piattaforme indipendenti, sponsorizzati da NIH, ImageJ 3 e Fiji ImageJ 4. Inoltre, questi plugin hanno ora diverse nuove funzioni che espandono la funzionalità Del protocollo originale per elaborare più ROI e stack di immagini Molte applicazioni di analisi delle immagini non sono user-friendly, per quanto riguarda l'analisi statistica di più oggetti e quindi spesso vengono rappresentati solo i dati rappresentativi.Con il plugin Multi Clock Scan ImageJ, È possibile facilitare l'analisi di più oggetti contemporaneamente Una robusta valutazione statistica dei dati di microscopia,Per quanto riguarda la distribuzione di intensità del segnale in singole celle / oggetti, è ora possibile con questa estensione del plugin. Qui descriviamo i plugin di Scansione Clock e mostriamo esempi delle loro applicazioni nell'analisi delle immagini.
Protocol
Representative Results
Discussion
Protocollo di scansione orologio: il protocollo di scansione dell'orologio è uno strumento veloce e semplice dell'analisi delle immagini. I vantaggi di questo protocollo, rispetto agli attuali approcci comuni di analisi delle immagini (come le scansioni di intensità pixel pixel o il calcolo dell'intensità pixel del ROI), sono stati descritti in dettaglio nelle pubblicazioni precedenti 1 , 9 . In breve, questo protocollo consente d…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo il dottor Tanja Maritzen e il dottor Fabian Feutlinske (Istituto Leibniz di Farmacologia Molecolare, Berlino, Germania) per condividere con noi la loro versione del plugin Fuji ImageJ Clock Scan e ci stimolano a sviluppare questa versione del programma. Siamo anche grati al Dr. Fritz Melchers (Dipartimento per lo sviluppo di linfociti, Max Planck Institute per la biologia delle infezioni) per il suo gentile permesso di utilizzare le immagini dal database del suo dipartimento al fine di testare e migliorare il plugin. Supporto: Centro per le neuroscienze transazionali; Concessione NIH: P30-GM110702-03.
Materials
| Computer | Any | compatible with software listed below | |
| ImageJ or Fiji ImageJ | NIH | https://imagej.nih.gov/ij/ or https://fiji.sc/ | bundled with Java 1.8 or higher |
| Clock-scan plugins | freeware | https://sourceforge.net/projects/clockscan/ | Clock_Scan-1.0.1 jar and Multi_Clock_Scan-1.0.1/ jar |
| Origin 9.0 | OriginLab | Northampton, MA, USA | This program was used to generate some graphs of the original Clock Scan data. Any other graphic software can be used to perform this function |
Riferimenti
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