إيزي فيجي: واجهة رسومية لمعالجة الصور الفلورية سهلة الاستخدام في فيجي

Chen Li; Aaron Taylor

doi:10.3791/69441

Method Article

إيزي فيجي: واجهة رسومية لمعالجة الصور الفلورية سهلة الاستخدام في فيجي

DOI:

10.3791/69441

⸱

February 20th, 2026

Chen Li¹ , Aaron Taylor²

¹Center for Bioimage Informatics, St. Jude Children's Research Hospital, ²Cell and Tissue Imaging Center, St. Jude Children's Research Hospital

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

إيزي فيجي هو إضافة واجهة مستخدم رسومية لفيجي (ImageJ) توفر مجموعة مختارة من أدوات تصوير ومعالجة الصور الفلورية التي يستخدمها علماء الحياة بشكل متكرر.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Fiji (Fiji is just imageJ) هو حزمة معالجة صور مفتوحة المصدر واسعة وقابلة للتوسعة، تستخدم على نطاق واسع من قبل مجتمع تحليل الصور البيولوجية. ومع ذلك، بالنسبة لعلماء الحياة غير الحاسوبيين، يتطلب التفاعل اليدوي مع قدرات فيجي المتعددة التعلم والتنقل في نظام قوائم متعدد الطبقات. علاوة على ذلك، فإن السلوكيات الافتراضية لبعض الأوامر غير مثالية لعرض ومعالجة صور الفلورة. لزيادة كفاءة علماء الحياة الذين يعملون مع صور المجهر الفلوري، طورنا EasyFiji، وهي إضافة واجهة مستخدم رسومية (GUI) مختارة لفيجي. يتم تنفيذ كل أمر من EasyFiji عبر أزرار ومنزلقات معززة بالتلميح، ودائما ما يعرض تنفيذا حسب القناة، كما هو مطلوب لصور الفلورة. الأوامر التي تغير شدة البكسلات يمكن أيضا إلغاء الأوامر بنقرة واحدة لتمكين معالجة تفاعلية أكثر، ويمكن تسجيلها وحفظها تلقائيا كنص لحفظ السجلات. لوحة معلومات الصورة تعرض إعدادات ضرورية لتفسير الصورة. كما تتوفر وظائف جديدة لعرض الصور وتصحيح التبييض. الإضافة متاحة مجانا على GitHub وكموقع تحديث فيجي. يوضح هذا البروتوكول الخطوات اللازمة لاستخدام واجهة إيزي فيجي لتصوير ومعالجة صور المجهر الفلوري.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

فيجي (Fiji is Just ImageJ) هي حزمة معالجة صور مفتوحة المصدر واسعة وقابلة للتوسعة، تستخدم على نطاق واسع من قبل مجتمع تحليل الصور الحيوية ^1,2. يمكن للمحللين الحاسوبيين الاستفادة من قاعدة الشيفرة الكبيرة من الخوارزميات العامة في فيجي، إلى جانب لغة الماكرو وواجهة الإضافات، بشكل مريح لتقديم حل لأي مشكلة تقريبا في معالجة الصور أو تحليلها. ومع ذلك، بالنسبة لمستخدمي علوم الحياة الذين لديهم خبرة حاسوبية قليلة، فإن أوامر فيجي البالغة >1,100 موزعة عبر نظام قوائم منسدلة عميق الطبقات يمكن أن تكون معقدة للغاية في التنقل والاستخدام الفعال. تم اتباع عدة طرق لتبسيط الاستخدام اليدوي لفيجي. شريط البحث في فيجي هو بديل للتنقل في القوائم، حيث يوفر الوصول إلى وثائق مساعدة ممتازة، ولكن فقط إذا كان المستخدم يعرف اسم الخوارزمية التي يحتاجها. يمكن تخصيص أزرار شريط الأدوات في فيجي لتوفير وصول سريع إلى الأوامر المعرفة من قبل المستخدم، لكن هذا الإجراء يتطلب كتابة كود ماكرو ورؤية مستقبلية لأي الأوامر ستكون الأكثر فائدة. توفر إضافة ActionBar نافذة واجهة مستخدم رسومية مستقلة مع مصفوفات أزرار قابلة للتخصيص والتنظيم، ولكن مرة أخرى، يتطلب الأمر البرمجة والخبرة لملء الأزرار بفعالية³. لا تلبي أي من هذه الحلول احتياجات علماء الحياة الذين لديهم خبرة محدودة في معالجة الصور.

بعيدا عن مشاكل واجهة المستخدم، يحتاج العديد من علماء الحياة الذين يعملون مع صور المجهر الفلوري إلى إجراءات عرض ومعالجة خاصة بالقناة الخاصة. ومع ذلك، بعض أوامر فيجي المستخدمة بشكل شائع ليست واعية بالقناة بشكل افتراضي. على سبيل المثال، قد يرغب المستخدمون في عرض القنوات شبه الملونة معا بطريقة بارزة بنفس القدر، أو لتسليط الضوء بشكل خاص على مناطق ذات شدة مماثلة بين القنوات، أو للحفاظ على تباين الرمادي لإشارة مورفولوجية مع عرض الفلورة أيضا. في كل من هذه الحالات، تقوم تقنية العرض المركب RGB في فيجي بإخفاء المعلومات المطلوبة على المستوى الإدراكي. عند معالجة الصور متعددة القنوات، تقوم فلاتر الصور الأصلية في فيجي (أي Process | الفلاتر)، إما تعالج فقط مستوى البت النشط ثنائي الأبعاد أو جميع مستويات البت في نافذة الصورة (أي 'المكدس' كما هو معرف في فئة ImageStack). السلوك الأول يفشل في المعالجة عبر بعد z أو t- لقناة معينة، بينما السلوك الثاني غالبا ما يكون غير صحيح، لأن كل قناة تحتوي على نمط تلوين فريد ونسبة إشارة إلى ضوضاء فريدة، مما يستلزم استخدام معلمات معالجة خاصة بالقناة. أوامر تصحيح المبيض في فيجي الأصلية (صورة | تعديل | تصحيح المبيض (Bleach Correction) يتصرف بشكل غير صحيح عند تطبيقه على صور الفلورة متعددة القنوات، لأنه مرة أخرى، يصحح عبر كامل ImageStack، حيث تكون بيانات القناة متداخلة، بدلا من تصحيح عبر البعد z أو t داخل كل قناة بشكل منفصل.

لمعالجة هذه القضايا لعلماء الحياة الذين يعملون مع صور المجهر الفلوري، طورنا EasyFiji، وهو إضافة واجهة مستخدم رسومية مختارة وموجهة لفيجي. إيزي فيجي هو مجموعة منسقة من الأوامر المنظمة موضوعيا التي تتيح العرض والمعالجة الواعية للقناة. تحتوي أربع لوحات مجمعة، وهي العرض، والمعالجة، والحفظ، ومعلومات الصورة، وتحتوي كل منها على مجموعات ذات صلة موضوعية من الأزرار والمنزلقات المحسنة بالتلميحات لتنفيذ الأوامر. تشمل وسائل الراحة الأخرى وظيفة التراجع للمعالجة التفاعلية، ومسجل إجراءات بسيط بنص عادي يمكنه حفظ إجراءات تعديل البكسل تلقائيا مع صورة، وعرض منسق لإعدادات الاقتناء مهمة لتفسير الصور. كما تقدم EasyFiji أدوات جديدة لعرض الصور وتصحيح التبييض. لا يدعم إيزي فيجي التحليل الكمي للصور أو وظائف المعالجة الدفعية، حيث يجب إجراء هذه الإجراءات فقط بمساعدة محلل صور بيولوجية خبير. على الرغم من أن إيزي فيجي مختصرة بطبيعتها، إلا أن جميع أوامر فيجي الأصلية متاحة دائما عبر نظام قوائم فيجي الأصلي. نعتقد أن تصميم^{EasyFiji الموجه للجمهور سيزيد} من استخدام فيجي بين علماء الحياة. هنا نقدم تصميم وتنفيذ وتطبيق إيزي فيجي على صور المجهر الفلوري. الإضافة سهلة التثبيت عبر موقع تحديث فيجي (https://imagej.github.io/list-of-update-sites/ و https://imagej.net/plugins/EasyFiji_plugin)، بينما يمكن تنزيل الكود مفتوح المصدر عبر GitHub؛ الإضافة والشيفرة المصدرية متاحة مجانا (https://github.com/stjude/EasyFiji).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يصف هذا البروتوكول كيفية تثبيت واستخدام EasyFiji.

1. لتركيب إيزي فيجي...

قم بتنزيل أحدث إصدار من فيجي (>1.54g) المناسب لنظام التشغيل وتثبيته في مجلد يمكن للمستخدم الوصول إليه للقراءة/الكتابة (انظر جدول المواد لرابط موقع التحميل الخاص بفيجي).
إطلاق فيجي وانتقل إلى المساعدة | تحديث... في شريط القائمة.
في نافذة المحدث ، انقر على إدارة تحديث المواقع. اختر EasyFiji من القائمة، ثم اضغط على تطبيق وإغلاق. سيتم تثبيت EasyFiji تلقائيا، وسيتم تحديث Fiji تلقائيا مع الإصدارات المستقبلية من EasyFiji.
أعد تشغيل فيجي. اختر EasyFiji من قائمة إضافات Fiji.
ملاحظة: EasyFiji متوافق بالكامل مع العديد من الإصدارات القديمة من فيجي وهو متوافق بشكل رئيسي مع ImageJ. يمكن العثور على معلومات مفصلة عن التوافق والتبعية في صفحة الويكي على EasyFiji GitHub (https://github.com/stjude/EasyFiji) وصفحة EasyFiji ImageJ.net (https://imagej.net/plugins/EasyFiji_plugin#quick-start). يمكن تقديم الملاحظات عبر صفحة GitHub أو موضوع EasyFiji في منتدى Image.sc (https://forum.image.sc/t/announcing-easyfiji-a-user-friendly-gui-plugin-for-fiji/117617) (انظر جدول المواد لروابط هذه الموارد).

2. استخدام شاشة عرض إيزي فيجي

ملاحظة: كما هو موضح في الشكل 1A، تدعم لوحة العرض التلوين الزائف لقنوات الفلورة باستخدام أزرار عينة الألوان، وضوابط ضبط التباين البديهية، وخيارات جديدة لعرض الصور متعددة القنوات بمعايرة إدراكية. كما تتضمن أوامر فيجي الأصلية لعرض الصور ثلاثية الأبعاد/رباعية الأبعاد وإعادة تقطيعها. يوثق الجدول 1 المراسلات بين قيادات إيزي فيجي وأوامر فيجي الأصلية.

حدد لون أو رؤية القناة (لوحة العرض ، قسم ألوان القناة ).
1. اختر القناة المطلوبة باستخدام شريط تمرير القناة في نافذة الصورة.
2. اضغط على زر عينة الألوان لتعيين جدول بحث ألوان جديد (LUT).
3. اضغط على زر السواد الأسود لإيقاف عرض قناة .
4. اضغط زر AllChs لعرض جميع القنوات معا دفعة واحدة.
5. اضغط على زر EachCh لعرض كل قناة بشكل متسلسل، عن طريق تمرير شريط القناة في نافذة الصورة .
اضبط تباين القناة داخل أو بين الصور (لوحة العرض ، قسم تباين القنوات ).
1. لتغيير نطاق عرض القناة (التباين)، اختر القناة باستخدام شريط القناة في أسفل نافذة الصورة في الصورة.
2. حرك شريط تمرير كسب الشاشة لتحديد شدة بكسل الصورة (القيمة المعروضة على اليمين) ليتم عرضها كأكثر قيمة سطوعا على الشاشة.
  ملاحظة: نستخدم مصطلح كسب العرض لوصف هذا الفعل لأنه يجعل القناة تصبح أكثر سطوعا خطيا، على غرار تأثير تغيير الكسب على الكاشف أثناء التقاط الصورة.
3. اضغط على زر إعادة ضبط كسب الشاشة لعرض أقصى شدة بكسل ممكنة للقناة (كما يحددها عمق بتها) كأكثر قيمة سطوعا على الشاشة.
4. حرك شريط إزاحة العرض لتحديد شدة بكسل الصورة (القيمة المعروضة على اليمين) ليتم عرضها كأظلم قيمة على الشاشة.
  ملاحظة: استخدمنا مصطلح إزاحة العرض لوصف هذا الفعل لأنه يحدد مستوى اللون الأسود للصورة، وهو ما يشبه تأثير ضبط الإزاحة على الكاشف أثناء التقاط الصورة.
5. اضغط على زر إعادة تعيين إزاحة الشاشة لضبط شدة بكسل الصورة من صفر إلى أظلم قيمة على الشاشة.
6. اضغط على زر AutoCh لضبط كسب الشاشة وإزاحة الجهاز تلقائيا.
7. اضغط على زر AutoAll لضبط كسب الشاشة والإزاحة تلقائيا لجميع القنوات.
8. اضغط على زر الانتشار لنقل إعدادات كسب العرض والإزاحة من الصورة النشطة إلى جميع الصور المفتوحة الأخرى التي تحتوي على نفس عدد القنوات.
أنشئ شاشة متعددة القنوات (لوحة العرض ، قسم عرض القنوات ).
1. لعرض قناتين فلورية معا كصورة لونية، استخدم الأزرار التي تسبق FF (الفلورة مع الفلورة). لعرض قناة أو قنوات فلورية وقناة رمادي شكلية معا كصورة لونية، استخدم زر البادئة FG (الفلورة مع التدرج الرمادي). يتم إنشاء التصييرات في نافذة صورة جديدة.
  ملاحظة: قبل إنشاء أي عرض للقناة، قم أولا بضبط كسب العرض والإزاحة لكل قناة بحيث تمتد إشارة الاهتمام عبر النطاق الديناميكي للشاشة (القسم 2.2)، ثم قم بتطبيق هذه الكسب والإزاحة باستخدام زري تطبيق الكسب والإزاحة في تبويب المعالجة (القسم 3.2.3). ستكون الرسومات غير مثالية إذا لم يتم تعديل وتطبيق الكسب والإزاحات.
2. اضغط على زر FFColoc لإنتاج عرض لوني من قناتين فلوريتين يبرز كبكسل صفراء حيث تكون الشدة متشابهة في كلتا القناتين (ضمن 25٪).
  ملاحظة: يتم عرض البكسلات ذات الشدة المختلفة بين القنوات بالتدرج بالتدرج الرمادي. تشير البكسلات الصفراء إلى التداخل القائم على الترابط⁵ عندما تمتد الإشارة المهمة على كل قناة عبر النطاق الديناميكي للشاشة.
  تحذير: تصميم FFColoc مخصص فقط لاستكشاف البيانات أو لأغراض التوضيح. ولا يعد بديلا عن القياس الدقيق للتوطين بمساعدة خبير.
3. اضغط على زر FFMerge لإنتاج عرض لوني من قناتي فلورة، حيث تكون الإشارة في كل قناة محسوسة بالتساوي.
  ملاحظة: عند كل بكسل، يتم ضبط السطوع وفقا للإشارة ذات الشدة الأعلى، بينما اللون هو دالة لنسبة الشدة بين القنوات (وفقا للمفاهيم التي وصفها تايلور ^{وآخرون).} انظر أيضا قسم النقاش.
4. اضغط على زر FGMerge لإنتاج عرض لوني من قناة فلورية وقناة رمادية، حيث يتم الاحتفاظ بتلوين قنوات الفلورة، مع الاحتفاظ بتباين قناة التدرج الرمادي.
  ملاحظة: القناة الرمادية عادة ما تكون وسيلة غير فلورية تحتوي على معلومات شكلية، مثل DIC، تباين الطور، أو المجهر الإلكتروني.
5. اضغط زر المونتاج لتقسيم القنوات إلى صور فردية، ثم قم بتقسيم القنوات تلقائيا عبر الشاشة، ومزامنة التصور الخاص بها.
6. اضغط على زر SyncWins لمزامنة تصور عدة صور من نفس النوع.
أنشئ مشاهد ثنائية الأبعاد لمكدس ثلاثي الأبعاد z- أو t (لوحة العرض ، قسم عروض المكدس ).
ملاحظة: يتم عرض كل عرض في نافذة صورة جديدة.
1. اضغط على زر MIP لإنشاء أقصى إسقاط شدة.
  ملاحظة: الشدة في كل موقع في الصورة ثنائية الأبعاد الناتجة تتوافق مع شدة أكثر بكسل كثافة^{على البعد} الثالث في الصورة ثلاثية الأبعاد. يمكن لهذا الإجراء أن يبرز الضوضاء، لذا قد يكون من المفيد تنعيم المكدس (انظر تبويب المعالجة ) قبل إنشاء MIP.
2. اضغط على زر SIP لإنشاء إسقاط شدة مجموع.
  ملاحظة: الشدة في كل موقع في الصورة ثنائية الأبعاد الناتجة تتوافق مع مجموع الشدة^{على طول} البعد الثالث في الصورة ثلاثية الأبعاد. تحافظ هذه العملية على الشدة الكلية، مما ينتج عنه صورة أقل ضوضاء من أي شريحة واحدة.
3. اضغط على زر Ortho لإنشاء عارض شرائح متعامد، والذي يعرض بشكل تفاعلي المستويات المتعامدة الثلاثة في مكدس ثلاثي الأبعاد (مثل xy، xz، yz) التي تتقاطع عند موقع المؤشر الحالي.
4. اضغط على زر كيمو لإنشاء كيموغراف.
  ملاحظة: الكيموغراف هو صورة ثنائية الأبعاد حيث يتوافق المحور الرأسي (y-) مع البعد الثالث للمكدس (عادة t-)، والمحور الأفقي (x) يقابل الموقع على خط رسمه المستخدم على مكدس الإدخال. عندما^{يكون البعد} الثالث هو الزمن، يستخدم كيموغراف لتوضيح أو قياس الحركة.
  يعتمد هذا الزر على إضافة KymographBuilder⁷ التي تأتي مع Fiji، لكن يجب تنزيلها بشكل منفصل إذا استخدمت ImageJ.
قم بتعيين خيارات متنوعة (لوحة العرض ).
1. اضغط على زر Dup لتكرار نافذة الصورة النشطة داخل فيجي. ستظهر نافذة صورة جديدة.
  ملاحظة: ارسم منطقة مستطيلة ذات اهتمام (ROI) على الصورة باستخدام أداة العائد على الاستثمار المستطيلة في فيجي، وسيقوم زر DUP بالقص إلى حدود العائد على الاستثمار. حدد نطاقات القناة، z- و/أو t- لإعادة تشكيل أبعاد الصورة المكررة.
2. اضغط على زر ToClip لنسخ الصورة النشطة كما هي معروضة حاليا على الشاشة إلى لوحة الحافظة في النظام. للصق الصورة في تطبيق آخر (لتحضير الشرائح أو تحرير الصور)، اجعل التطبيق الآخر نشطا واختر اللصق (Ctrl+V على ويندوز أو Cmd+V على ماك).
3. اضغط على زر |--أم--| لعرض شريط مقياس على الصورة كطبقة تراكب. قم بتبديل زر |--أم--| لإزالة شريط السلالم.

3. استخدام لوحة عملية إيزي فيجي

ملاحظة: كما هو موضح في الشكل 1B، يوفر قسم ميزات قناة لوحة العملية أوامر معالجة صور تعتمد على شريط التمرير مع تلميحات يمكن استخدامها لتحسين عرض الصور. زر التراجع عن الأخير يتيح المعالجة التفاعلية. يمكن تغيير أبعاد الصورة باستخدام أزرار تعديل الأبعاد. يستخدم جدول الإجراءات لتسجيل أوامر معالجة كنص عادي تغير قيم شدة بكسل الصورة. يمكن بعد ذلك حفظ السجل تلقائيا مع الصورة باستخدام نفس العنوان (انظر لوحة الحفظ).

تعديل الميزات المكانية للصورة (لوحة العملية ، قسم تعديل ميزات القناة ).
ملاحظة: جميع الأوامر تنطبق فقط على القناة النشطة، وتظهر النتائج تلقائيا في نافذة الصورة الأصلية. لا يتم إنشاء نافذة صورة جديدة.
1. حرك شريط التمرير الناعم لتطبيق ضبابية غاوسي، مما يقلل من التوزيع الطبيعي بين البكسل (~ضوضاء اللقطة وصوضاء القراءة).
  1. بالنسبة لصور ~ Nyquist المأخوذة من عينات (70-150 نانومتر بحجم بكسل xy)، ابدأ بقيم منزلقات بين 1.0 و2.0.
  2. بالنسبة لحجم بكسل معين، قم بزيادة قيمة شريط التمرير مع انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) في الصورة.
  3. عند إعطاء معدل ضوضاء في الإشارة (SNR)، زد قيمة شريط التمرير مع تقليل حجم البكسل.
  4. بالنسبة لمجموعات الصور، قم بتطبيق تنعيم ثلاثي الأبعاد، حيث يتم ضبط نصف قطر z تلقائيا على ثلث نصف قطر xy، كما هو مناسب للبيانات المأخوذة من Nyquist.
    ملاحظة: قيمة المنزلق تتوافق مع انحراف معياري لنواة غاوسيان يقاس بالبكسل.
2. حرك منزلق إزالة الضوضاء لتطبيق مرشح وسيط، وبالتالي إزالة المؤشرات الشاذة (بكسلات الكاميرا الساخنة أو الانبعاثات الحرارية PMT).
  ملاحظة: قيمة شريط التمرير تتوافق مع نصف قطر نواة الصندوق بالبكسل. القيم بين 0.5 و1.0 هي نقطة انطلاق جيدة.
3. حرك منزلق Sharpen لتطبيق قناع غير حاد ثنائي الأبعاد، مما يقلل من الضبابية أو الضبابية، كما قد يحدث بسبب الضوء غير الواضح. الشحذ أيضا يبرز الضوضاء.
  ملاحظة: قيمة الشريط تتوافق مع انحراف معياري نواة غاوسية (بوحدات البكسلات) المستخدم لتحديد مقياس الضباب. بالنسبة لصور ~Nyquist المأخوذة من عينات (70-150 نانومتر بحجم بكسل xy)، تعد قيم المنزلقات بين 2.0 و4.0 نقطة انطلاق جيدة. معامل الوزن ثابت عند 0.6.
تغيير شدة بكسل الصورة (العملية الفريق، تعديل شدة القنوات القسم).
ملاحظة: جميع الأوامر تنطبق فقط على القناة النشطة، وتظهر النتائج تلقائيا في نافذة الصورة. لا يتم إنشاء نافذة صورة جديدة.
1. حرك شريط Sub.Bkgd. لتطبيق خوارزمية 'الكرة المتدحرجة'، وبالتالي إزالة الخلفية (أي تغيرات شدة التدرج المكاني).
  ملاحظة: قيمة المنزلق هي نصف قطر الكرة المتدحرجة بالبكسل، لذا فإن القيم الأكبر ستطرح خلفية إجمالية أقل. تعتمد القيمة على محتوى الصورة لكنها عموما يجب أن تكون أكبر ≥2 مرة من حجم الميزات المراد حفظها (المقاس بالبكسل). القيم بين 10 و20 غالبا ما تكون نقطة انطلاق جيدة.
2. حرك منزلق غاما لتعزيز تصور الإشارات الأضعف المختلطة مع الإشارات الأكثر سطوعا، مثل تلك التي قد تكون مطلوبة لتأكيد البنى الدقيقة عند خلطها مع الهياكل الكبيرة.
  ملاحظة: بعد التطبيع، ترفع قيمة كل بكسل إلى قوة (أس) تعطى بواسطة قيمة الشريح. تعتمد القيمة على محتوى الصورة، لكن القيم بين 0.6 و0.8 غالبا ما تكون نقطة انطلاق جيدة.
  تحذير: الصور التي تم تطبيق فيها غاما لا يمكن استخدامها لقياس الشدة.
3. اضغط على زر تطبيق الكسب والإزاحة: ToCh أو زر ToAll لتعيين نطاق عرض الصورة (كما هو محدد في أشرطة كسب العرض والإزاحة في لوحة العرض) إلى النطاق الكامل للشدات التي يوفرها عمق بت الصورة.
  ملاحظة: تعرف هذه العملية أيضا باسم تطبيق جدول البحث (LUTs). يجب تطبيق كسب العرض والإزاحة بهذه الطريقة قبل إنشاء عروض القناة في لوحة العرض .
4. استخدم أزرار تصحيح الشدة لتصحيح التغيرات الاصطناعية في الشدة عبر أبعاد z أو t- للصور ثلاثية الأبعاد، مثل تلك التي قد تكون ناجمة عن التبييض الضوئي، أو الانحرافات، أو تشتت الضوء.
  ملاحظة: يتم تطبيق الإجراء فقط على القناة النشطة. يمكن تطبيق التصحيحات المحلية والعالمية بشكل تسلسلي على نفس مجموعة البيانات. راجع قسم النتائج لمزيد من الشرح للطرق الأساسية.
5. اضغط على أزرار Global لتصحيح فقدان شدة الإشارة التدريجي الذي يحدث عبر كامل بعد z أو t، مع الحفاظ على معظم تغيرات الشدة البيولوجية. هناك خياران:
  1. اضغط على زر GlobalL لتصحيح تكديس z-stacks حيث قد تكون الشرائح الأولى داكنة أو سوداء، ويكون فقدان الشدة الكلي من الإطار الأول إلى الأخير طفيفا (<50٪). تقوم الخوارزمية بنمذجة فقدان الشدة كاتجاه خطي ثم تطبق عامل تصحيح على كل شريحة بحيث يصبح ميل خط التوافق صفرا.
  2. اضغط على زر GlobalP لتصحيح السلاسل الزمنية حيث تكون الإطارات الأولى هي الأكثر سطوعا ويكون فقدان الشدة الكلي من الإطار الأول إلى الأخير كبيرا (50٪-95٪). تقوم الخوارزمية بنمذجة فقدان الشدة كاتجاه متعدد^{حدود من} الدرجة الثانية ثم تطبق عامل تصحيح على كل شريحة بحيث يتحول منحنى التوافق إلى خط ذو ميل صفري.
6. اضغط على الزر المحلي لتصحيح التغيرات المحلية والمفاجئة في شدة الإشارة، مع الحفاظ على التغيرات التدريجية.
  ملاحظة: قد تكون هذه التغيرات ناتجة عن تبييض عدد قليل من المستويات داخل مكدس Z أكبر أو بسبب تقلبات قوة الإثارة (وميض). تقوم الخوارزمية بنمذجة تغيرات الشدة ذات الصلة بيولوجيا ككثير حدود من الدرجة الرابعة ثم تطبق عامل تصحيح لضمان أن شدة كل إطار الوسيطة تساوي قيمة المنحنى الملاءم.
7. اضغط على زر التساوي لجعل شدة الإشارة الوسيطة لكل إطار متساوية، مشابهة لطريقة تصحيح التبييض 'النسبة البسيطة' في فيجي.
  تحذير: قد يكون التساوي مفيدا لأغراض التصور عندما تفشل جميع الطرق الأخرى، لكنه سيمحو التغيرات البيولوجية ذات الصلة في شدة الوسيط وبالتالي لا يمكن استخدامه بالتوازي مع قياس الشدة.
تغيير أبعاد الصورة (لوحة العملية ، قسم تعديل الأبعاد ).
ملاحظة: تنطبق هذه الأوامر على جميع القنوات في نافذة الصورة ولا يمكن عكسها باستخدام زر التراجع .
1. اضغط على زر الدوران لتدوير الصورة، كما قد يكون مطلوبا لمحاذاة المحاور التشريحية للجنين أو النسيج مع الصفحة أو الشاشة.
2. اضغط على زر القص لتقليل أبعاد الصورة xy. ابحث عن أداة العائد على الاستثمار المستطيلة التي يتم اختيارها تلقائيا، وراقب التعليمات لرسم عائد على الاستثمار على الصورة التي ستستخدم للقص.
3. اضغط على زر Subset لإنشاء مكدس صور جديد من مجموعة فرعية من أبعاد الصورة المدخلة غير xy.
  ملاحظة: يستخدم هذا لإزالة القنوات و/أو لقص الشرائح في z أو t.
سجل أوامر المعالجة المطبقة على صورة (لوحة العمليات، قسم تسجيل الإجراءات).
ملاحظة: الغرض من مسجل الإجراءات هو تسجيل الإجراءات تلقائيا كنص عادي ثم حفظ الصورة مع الإجراءات المطبقة التي تغير قيم شدة البكسلات. السجل يوفر راحة حتى لا يضطر المستخدم لتدوين الملاحظات يدويا أو فك رموز مسجلات ماكرو فيجي. الأوامر التي لا تغير شدة البكسل لا يتم تسجيلها.
1. اضغط زر التوصية لبدء تسجيل الأوامر.
  ملاحظة: يظهر وجه الزر على زر 'تشغيل' عندما يقوم المسجل بالتسجيل. ستظهر الأوامر المنفذة والمعلمات المرتبطة بها في جدول الإجراءات. يتم إزالة الأوامر التي يتم 'التراجع' عنها من الجدول.
2. اضغط زر Clr لمسح جدول الإجراءات.
3. اضغط على زر الحفظ لحفظ جدول الإجراءات كملف نصي. إذا تم تسجيل الإجراءات المطبقة على عدة صور، فسيتم تجميع الإجراءات وفقا لعنوان الصورة عند حفظ ملف النص.
  ملاحظة: بدلا من ذلك، احفظ صورة باستخدام لوحة الحفظ (القسم 4 أدناه). اختر مربع حفظ الإجراءات وسيتم حفظ جميع الإجراءات المطبقة على الصورة تلقائيا كملف نصي باستخدام اسم الصورة ومسار الملف.

4. استخدام لوحة الحفظ في EasyFiji

ملاحظة: كما هو موضح في الشكل 1C، تم تصميم لوحة الحفظ لمساعدة غير الخبراء في اختيار تنسيق ملف الصورة الصحيح لحالتهم المقصودة. عند تحديد مربع حفظ الإجراءات ، يتم حفظ جميع إجراءات المعالجة المطبقة على صورة، كما هو موضح في جدول الإجراءات، تلقائيا مع الصورة، باستخدام نفس اسم الملف والمسار، باستثناء إضافة *.txt. إذا كانت عدة صور مفتوحة وتمت معالجتها بالتوازي، يتم عرض جميع الإجراءات التي تم تنفيذها على جميع الصور في جدول الإجراءات. ومع ذلك، يتم حفظ الإجراءات المطبقة على الصورة التي يتم حفظها فقط مع تلك الصورة. يظهر ملف النص المحفوظ في نظام الملفات لكنه لا يفتح في فيجي. إذا رغبت، يمكن فتح ملفات النص في فيجي عن طريق سحب أيقونة الملف إلى شريط أدوات فيجي.

حفظ صورة (حفظ لوحة، قسم طرق الحفظ ).
1. اضغط على زر البيانات الخام لحفظ الصورة كملف *.tif، حيث يتم حفظ قيم البكسلات الدقيقة، وبنية القناة، وبعض البيانات الوصفية. استخدم هذا الخيار عندما يكون الهدف هو قياس أو تحليل الصورة بشكل أكبر.
2. اضغط على زر الحفظ للعرض لحفظ الصورة كما هي معروضة حاليا باستخدام ضغط jpeg لأغراض إرسال البريد الإلكتروني أو استخدامها في عرض شرائح.
  تحذير: يجب ألا يستخدم هذا الخيار أبدا لإنشاء الأشكال أو للتحليل الكمي.
3. حرك شريط Level الجودة لضبط مستوى ضغط jpeg.
  ملاحظة: القيم الأكبر تتوافق مع الحفاظ الأفضل على شدة وميزات البكسلات (وحجم ملف أكبر)، لكنها لا تحفظ كل الميزات أبدا.
4. اضغط على زر الحفظ للشكل لحفظ الصورة كما هي معروضة حاليا بصيغة png ومتوافقة مع برامج الرسومات الأخرى (مثل فوتوشوب، إليستريتور، بابليشر، أو GIMP). يتم حفظ الصورة كما هي معروضة على الشاشة، لكن القنوات والبيانات الوصفية لا تحفظ أيضا.
  تحذير: يجب ألا يستخدم هذا الخيار أبدا للقياس الكمي.
5. اضغط على زر الحفظ كفيلم لحفظ مكدس الصور كفيلم بصيغة mov يعرض الشرائح بالتتابع (z أو t).
  ملاحظة: تشغيل ملفات mov على نظام تشغيل يعمل بنظام ويندوز يتطلب مشغل وسائط VLC مفتوح المصدر.

5. استخدام لوحة معلومات الصور في EasyFiji

ملاحظة: كما هو موضح في الشكل 1D، تعرض لوحة معلومات الصورة إعدادات اقتناء نصية عادية مخصصة للبائع، وهي ضرورية لتفسير الصور. انظر الجدول 2 لقائمة بأنواع تنسيقات الصور الكونفوكال المدعومة حاليا.

اضغط على زر معلومات القناة لتحميل إعدادات الاستحواذ .
راجع قسم معلومات القناة لإعدادات الاكتساب الخاصة بالقناة، بما في ذلك نسبة طاقة الليزر، الطول الموجي لليزر، نطاق الانبعاث، الكسب، وحجم الثقب.
راجع قسم تكوين النظام لإعدادات الصورة العامة، بما في ذلكاسم s-ystem، والهدف، ووضع المسح، ووقت التخزين، وحجم الفوكسل.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يمكن استخدام الرسومات شبه الملونة لصور الفلورة متعددة القنوات لتوضيح العلاقات المكانية أو الشدة بين الإشارات؛ ومع ذلك، تقدم فيجي الأصلية فقط تقنية عرض مركب RGB تخلط بين التلوين والسطوع على المستوى الإدراكي. لتوضيح هذه المشكلة، يستخدم الشكل 2 صورة قناتين ل N-Myc وRNA بوليميراز II (RNAPolII). في الشكل 2A، يتم عرض كل قناة بشكل منفصل كمتدرجة رمادية بحيث لا توجد معلومات لونية (قد تكون مربكة). في الشكل 2B...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

فيجي هو برنامج مفتوح المصدر لمعالجة وتحليل الصور يحظى بشعبية واسعة بين محللي الصور. ومع ذلك، فإن واجهة القائمة المعقدة وسلوكياتها غير البديهية أحيانا فيما يتعلق بعرض ومعالجة صور الفلورة تشكل تحديات لعلماء الحياة غير الحاسوبيين. تقدم EasyFiji لعلماء الحياة مجموعة مختارة من الأزرار والمنزلقات المنظمة موضوعيا والمدعمة بالتلميحات التي تظهر باستمرار سلوكيات خاصة بالقنوات كما هو مطلوب عند العمل مع صور الفلورة. جميع أوامر المعالجة غير قابلة للتنفيذ، مما يتيح التفاعل ويمكن تسجيلها وحفظها تلقائيا...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعلن المؤلفون أنه لا توجد لديهم مصالح مالية متنافسة أو تضارب مصالح آخر.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نشكر أعضاء مركز سانت جود لتصوير الخلايا والأنسجة ومركز المعلوماتية الحيوية على تعليقاتهم على المخطوطة. تم توفير الصور البيولوجية بلطف من: الشكل 2: ميليسا مارزان وتانجا ميتاج؛ الشكل 3: بنغ وي وجيمس مورغان؛ الشكل 4A: آرون بيتري؛ الشكل 4B: آرون بيتري وو جونغ تشو؛ الشكل 5A: هيلين تشين وهيذر ميفورد؛ الشكل 5B: سوراديب سينها وجيدري كرينسيوتي.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Comments
موقع EasyFiji GitHub	المصدر المفتوح	https://github.com/stjude/EasyFiji
منتدى إيزي فيجي Image.sc	المصدر المفتوح	https://forum.image.sc/t/announcing-easyfiji-a-user-friendly-gui-plugin-for-fiji/117617
موقع إيزي فيجي ImageJ.net	المصدر المفتوح	https://imagej.net/plugins/EasyFiji_plugin#quick-start
برنامج فيجي	المصدر المفتوح	https://imagej.net/software/fiji/downloads
مشغل وسائط VLC	المصدر المفتوح	https://www.videolan.org/vlc/

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
Rueden, C. T., et al. ImageJ2: ImageJ for the next generation of scientific image data. BMC Bioinformatics. 18 (1), 529(2017).
Mutterer, J. Custom toolbars and mini applications with Action Bar. Figshare. 10 (m9), (2017).
Levet, F., et al. Developing open-source software for bioimage analysis: opportunities and challenges. F1000Res. 10, 302(2021).
Aaron, J. S., Taylor, A. B., Chew, T. L. Image co-localization-co-occurrence versus correlation. J Cell Sci. 131 (3), (2018).
Taylor, A. B., Ioannou, M. S., Watanabe, T., Hahn, K., Chew, T. L. Perceptually accurate display of two greyscale images as a single colour image. J Microsc. 268 (1), 73-83 (2017).
Mary, H., Brouhard, G. KymographBuilder. , https://imagej.net/plugins/kymograph-builder (2016).
Schanda, J. Colorimetry: understanding the CIE system. , Wiley Interscience. Hoboken. (2007).
Dunn, K. W., Kamocka, M. M., McDonald, J. H. A practical guide to evaluating colocalization in biological microscopy. Am J Physiol Cell Physiol. 300 (4), C723-C742 (2011).
Miura, K. Bleach correction ImageJ plugin for compensating the photobleaching of time-lapse sequences. F1000Res. 9, 1494(2020).
Reid, R. C. Jr, Shapley, R. Brightness induction by local contrast and the spatial dependence of assimilation. Vision Res. 28 (1), 115-132 (1988).
Stauffer, W., Sheng, H., Lim, H. N. EzColocalization: an ImageJ plugin for visualizing and measuring colocalization in cells and organisms. Sci Rep. 8 (1), 15764(2018).
Taylor, A. B., Ioannou, M. S., Aaron, J., Chew, T. L. Model-free quantification and visualization of colocalization in fluorescence images. Cytometry A. 93 (5), 504-516 (2018).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

إيزي فيجي: واجهة رسومية لمعالجة الصور الفلورية سهلة الاستخدام في فيجي

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles