छवि विश्लेषण के लिए घड़ी स्कैन प्रोटोकॉल: ImageJ प्लगइन्स
Summary
इस पत्र में 'क्लॉक स्कैन' छवि विश्लेषण के लिए दो उपन्यास आईजेजे प्लगइन का वर्णन किया गया है। इन प्लगइन्स मूल दृश्य मूल 6 प्रोग्राम की कार्यक्षमता का विस्तार करते हैं और, सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि प्रोग्राम को एक बड़ी शोध समुदाय को ImageJ मुक्त छवि विश्लेषण सॉफ्टवेयर पैकेज के साथ बंडल करके उपलब्ध कराया गया।
Abstract
छवि विश्लेषण के लिए क्लॉक स्कैन प्रोटोकॉल एक कुशल उपकरण है जो सीमा के भीतर और ब्याज के एक बंद या खंडित उत्तल-आकार वाले क्षेत्र के भीतर औसत पिक्सेल तीव्रता का औचित्य देता है, जिससे एक औसत अभिन्न रेडियल पिक्सेल- तीव्रता प्रोफ़ाइल यह प्रोटोकॉल मूल रूप से 2006 में, दृश्य मूल 6 स्क्रिप्ट के रूप में विकसित किया गया था, लेकिन जैसे, इसमें सीमित वितरण था इस समस्या का समाधान करने के लिए और दूसरों के समान हाल के प्रयासों में शामिल होने के लिए, हमने मूल क्लॉक स्कैन प्रोटोकॉल कोड को दो जावा-आधारित प्लगइन्सों में एनआईएच-प्रायोजित और स्वतंत्र रूप से उपलब्ध छवि विश्लेषण कार्यक्रमों जैसे ImageJ या फिजी इमेजेजे में बदल दिया। इसके अलावा, इन प्लगिन में कई नए फ़ंक्शन हैं, मूल प्रोटोकॉल की क्षमताओं की सीमा का विस्तार करना, जैसे ब्याज और छवि स्टैक के कई क्षेत्रों का विश्लेषण। कार्यक्रम की बाद की सुविधा विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों में उपयोगी होती है जिनमें संबंधित परिवर्तनों को निर्धारित करना महत्वपूर्ण हैसमय और स्थान पर इस प्रकार, जैविक छवियों के ढेर के क्लॉक स्कैन विश्लेषण संभावित रूप से एकल कोशिका के भीतर ना + या सीए ++ के प्रसार के साथ-साथ, फैलाने की गतिविधि ( जैसे , सीए + + तरंग) के विश्लेषण के लिए लागू हो सकते हैं, जो जनसंख्या में synaptically -कनेक्टेड या अंतर जंक्शन-युग्मित कोशिकाएं यहां, हम इन नई घड़ी स्कैन प्लग इन का वर्णन करते हैं और छवि विश्लेषण में अपने अनुप्रयोगों के कुछ उदाहरण दिखाते हैं।
Introduction
इस काम का लक्ष्य क्लॉक स्कैन प्रोटोकॉल को प्रस्तुत करना है जो कि प्लेटफॉर्म से मुक्त और स्वतंत्र रूप से इस तरह के छवि विश्लेषण में रुचि रखने वाले किसी भी शोधकर्ता के लिए उपलब्ध है। क्लॉक स्कैन प्रोटोकॉल मूल रूप से 2006 में विकसित किया गया था, ब्याज (आरओआई) के उत्तल आकार के क्षेत्रों के भीतर पिक्सेल तीव्रता मात्रा के मौजूदा तरीकों के सुधार के लक्ष्य के साथ, एक बेहतर तरीके से एकीकृत क्षमता और बेहतर स्थानिक संकल्प है। अधिग्रहण के दौरान, प्रोटोकॉल क्रमिक रूप से कई रेडियल पिक्सेल-तीव्रता प्रोफाइल, आरओआई केंद्र से इसकी सीमा तक स्कैन या "पृष्ठभूमि" पिक्सेल तीव्रता को मापने के उद्देश्य के लिए आरओआई के बाहर पूर्व निर्धारित दूरी एकत्र करता है प्रोटोकॉल स्केल की दिशा में मापा गया, सेल त्रिज्या के अनुसार इन प्रोफाइल को तराजू करता है। इस प्रकार, केंद्र से प्रत्येक व्यक्ति के रेडियल स्कैन के आरओआई सीमा तक की दूरी हमेशा एक्स पैमाने का 100% है। अंत में, प्रोग्राम इन इंडिविडिए की औसत हैएक अभिन्न रेडियल पिक्सेल-तीव्रता प्रोफ़ाइल में अल प्रोफाइल। स्केलिंग के कारण, "क्लॉक स्कैन" प्रोटोकॉल द्वारा उत्पादित औसत पिक्सेल-तीव्रता प्रोफ़ाइल, आरओआई आकार पर, न ही उचित सीमा के भीतर, आरओआई आकार पर निर्भर करता है इस पद्धति में सीधी तुलना या, यदि आवश्यक हो, अलग-अलग आरओआई की प्रोफाइल की औसतता या घटाव की अनुमति है। वस्तु के बाहर स्थित पिक्सल की औसत तीव्रता के साधारण घटाव द्वारा, प्रोटोकॉल पृष्ठभूमि आवाज़ के लिए किसी भी ऑब्जेक्ट के अभिन्न पिक्सेल तीव्रता प्रोफाइल के सुधार की अनुमति देता है। यद्यपि यह केवल जैविक नमूनों में परीक्षण किया गया है, हमारे प्रोटोकॉल ने अन्य मौजूदा छवि विश्लेषण उपकरणों के लिए एक मूल्यवान अतिरिक्त प्रदान किया है जो भौतिक या रासायनिक प्रक्रियाओं की छवियों के अध्ययन में उपयोग किया जाता है, जो मूल बिंदु के आसपास व्यवस्थित होते हैं (जैसे कि बिंदु स्रोत से पदार्थों का प्रसार 1 )
हालांकि, मूल छवि विश्लेषण पद्धति की प्रमुख सीमा यह थी कि प्रोटोकॉल देव थाएक विजुअल बेसिक 6 (वीबी 6) (कोड, और इसलिए, यह प्लेटफॉर्म पर निर्भर था और वितरित करना मुश्किल था (वीबी 6 की जरूरत थी)। इस समस्या को हल करने के लिए और अन्य जांचकर्ताओं द्वारा इसी तरह के हाल के प्रयासों में शामिल होने के लिए 2 , हमने वीबी 6 क्लॉक स्कैन प्रोग्राम कोड दो जावा-आधारित प्लगइन्स में, एनआईएच-प्रायोजित और स्वतंत्र रूप से उपलब्ध मुक्त स्रोत और प्लेटफ़ॉर्म-स्वतंत्र छवि विश्लेषण प्रोग्राम, इमेजजे 3 और फिजी इमेजजे 4 के साथ संगत है। इसके अलावा, इन प्लगइन्स में अब कई नए फ़ंक्शन हैं जो क्षमता का विस्तार करते हैं कई आरओआई और छवि स्टैक को संसाधित करने के लिए मूल प्रोटोकॉल का। कई छवि विश्लेषण अनुप्रयोग उपयोगकर्ता के अनुकूल नहीं हैं, कई ऑब्जेक्ट्स के सांख्यिकीय विश्लेषण करने के संबंध में, और इस तरह, अक्सर केवल प्रतिनिधि डेटा दिखाए जाते हैं। बहु क्लॉक स्कैन ImageJ प्लगइन के साथ, एक साथ कई ऑब्जेक्ट्स के विश्लेषण को सुविधाजनक बनाना संभव है। माइक्रोस्कोपी डेटा का एक मजबूत सांख्यिकीय मूल्यांकन,एकल कोशिकाओं / ऑब्जेक्ट्स में तीव्रता वितरण को सिग्नल करने के संबंध में, इस प्लगइन एक्सटेंशन के साथ अब संभव है यहां, हम क्लॉक स्कैन प्लग इन का वर्णन करते हैं और छवि विश्लेषण में अपने एप्लिकेशन के उदाहरण दिखाते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
क्लॉक स्कैन प्रोटोकॉल: क्लॉक स्कैन प्रोटोकॉल छवि विश्लेषण का एक तेज़ और सरल टूल है। छवि विश्लेषण के मौजूदा आम दृष्टिकोण (जैसे कि रैखिक पिक्सेल तीव्रता स्कैन या आरओआई की औसत पिक्सेल तीव्रता की ग?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम फ़ूजी इमेज क्लॉक स्कैन प्लगइन के अपने संस्करण को साझा करने और कार्यक्रम के इस संस्करण को विकसित करने के लिए प्रेरक बनाने के लिए हम डॉ तनजा मरिट्ज़ेन और डॉ। फैबियिन फेट्लिन्स्के (लिबनिज़ इंस्टीट्यूट ऑफ मॉलेकल्यूलर फार्माकोलॉजी, बर्लिन, जर्मनी) का धन्यवाद करते हैं। हम डॉ। फ्रिट्ज मेल्कर्स (लिम्फोसाइट डेवलपमेंट विभाग, मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर इन्फेक्शन बायोलॉजी) की भी आभारी हैं ताकि प्लगइन के परीक्षण और सुधार के उद्देश्य से अपने विभाग के डेटाबेस से छवियों का इस्तेमाल करने की उनकी अनुमति हो। समर्थन: अनुवादक न्यूरोसाइंसेस के लिए केंद्र; एनआईएच अनुदान: पी 30-जीएम 110702-03
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 |
References
- Dobretsov, M., Romanovsky, D. “Clock-scan” protocol for image analysis. Am J Physiol Cell Physiol. 291, 869-879 (2006).
- Feutlinske, F., Browarski, M., Ku, M. C., et al. Stonin1 mediates endocytosis of the proteoglycan NG2 and regulates focal adhesion dynamics and cell motility. Nat Commun. 6, 8535 (2015).
- Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nat Methods. 9, 671-675 (2012).
- Schindelin, J., Arganda-Carreras, I., Frise, E., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods. 9, 676-682 (2012).
- Dobretsov, M., Hastings, S. L., Stimers, J. R. Non-uniform expression of alpha subunit isoforms of the Na+/K+ pump in rat dorsal root ganglia neurons. Brain Res. 821, 212-217 (1999).
- Hayar, A., Gu, C., Al-Chaer, E. D. An improved method for patch clamp recording and calcium imaging of neurons in the intact dorsal root ganglion in rats. J Neurosci Methods. 173, 74-82 (2008).
- Dobretsov, M., Pierce, D., Light, K. E., Kockara, N. T., Kozhemyakin, M., Wight, P. A. Transgenic mouse model to selectively identify alpha3 Na,K-ATPase expressing cells in the nervous system. Society for Neuroscience. , 1 (2015).
- Lein, E. S., Hawrylycz, M. J., Ao, N., et al. Genome-wide atlas of gene expression in the adult mouse brain. Nature. 445, 168-176 (2007).
- Romanovsky, D., Mrak, R. E., Dobretsov, M. Age-dependent decline in density of human nerve and spinal ganglia neurons expressing the alpha3 isoform of Na/K-ATPase. 신경과학. 310, 342-353 (2015).
- Campbell, J., Singh, D., Hollett, G., et al. Spatially selective photoconductive stimulation of live neurons. Front Cell Neurosci. 8, 142 (2014).
- Yuryev, M., Pellegrino, C., Jokinen, V., et al. In vivo Calcium Imaging of Evoked Calcium Waves in the Embryonic Cortex. Front Cell Neurosci. 9, 500 (2015).
- Qiao, M., Sanes, J. R. Genetic Method for Labeling Electrically Coupled Cells: Application to Retina. Front Mol Neurosci. 8, 81 (2015).
