Protocole de numérisation de l&#39;horloge pour l&#39;analyse d&#39;image: Plugins ImageJ

Maxim Dobretsov; Georg Petkau; Abdallah Hayar; Eugen Petkau

doi:10.3791/55819

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Article de méthode

Protocole de numérisation de l'horloge pour l'analyse d'image: Plugins ImageJ

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DOI :

10.3791/55819

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19 juin 2017

Maxim Dobretsov¹ , Georg Petkau² , Abdallah Hayar³ , Eugen Petkau¹

¹Department of Anesthesiology, University of Arkansas for Medical Sciences, ²Department of Lymphocyte Development, Max Plank Institute for Infection Biology, ³Department of Neurobiology & Developmental Sciences, University of Arkansas for Medical Sciences

Dans cet article

Résumé

Cet article décrit deux nouveaux plugins ImageJ pour l'analyse d'image 'Clock Scan'. Ces plugins élargissent la fonctionnalité du programme original de base visuelle 6 et, surtout, mettent le programme à la disposition d'une grande communauté de recherche en le regroupant avec le logiciel ImageJ.

Résumé

Le protocole de balayage de l'horloge pour l'analyse d'image est un outil efficace pour quantifier l'intensité moyenne des pixels à l'intérieur, à la frontière et à l'extérieur (arrière-plan) d'une région d'intérêt convexe fermée ou segmentée, ce qui conduit à la génération d'un pixel radial intégral moyen, Profil d'intensité. Ce protocole a été développé à l'origine en 2006, en tant que script visuel de base 6, mais en tant que tel, il avait une distribution limitée. Pour résoudre ce problème et rejoindre les efforts récents similaires d'autrui, nous avons converti le code du protocole d'analyse de l'horloge d'origine en deux plugins basés sur Java compatibles avec les programmes d'analyse d'image sponsorisés par NIH et librement disponibles comme ImageJ ou Fiji ImageJ. En outre, ces plugins ont plusieurs nouvelles fonctions, élargissant encore la gamme des fonctionnalités du protocole original, telles que l'analyse de multiples régions d'intérêt et les piles d'images. La dernière caractéristique du programme est particulièrement utile dans les applications dans lesquelles il est important de déterminer les changements liésÀ l'heure et à l'emplacement. Ainsi, l'analyse de l'analyse de l'horloge des piles d'images biologiques peut potentiellement être appliquée à l'épandage de Na ⁺ ou Ca ⁺⁺ dans une seule cellule, ainsi qu'à l'analyse de l'activité d'étalement ( par exemple , les ondes de Ca ⁺⁺ ) dans les populations synaptiquement Des cellules couplées à la jonction ou à l'intervalle. Ici, nous décrivons ces nouveaux plugins d'analyse de l'horloge et montrons quelques exemples de leurs applications dans l'analyse d'image.

Introduction

Le but de ce travail est de présenter un protocole de numérisation de l'horloge sans plateforme et accessible gratuitement à tout chercheur intéressé par ce type d'analyse d'image. Le protocole Clock Scan a été développé à l'origine en 2006 ¹ , dans le but d'améliorer les méthodes existantes de quantification de l'intensité des pixels dans des régions d'intérêt convexes (ROI), une méthode qui présente une meilleure capacité d'intégration et une meilleure résolution spatiale. Au cours de l'acquisition, le protocole collecte séquentiellement de multiples profils radiaux d'intensité de pixels, scannés du centre ROI à sa bordure ou à une distance prédéterminée en dehors du ROI afin de mesurer l'intensité du pixel "fond". Le protocole évolue ces profils selon le rayon de la cellule, mesuré dans le sens de la numérisation. Ainsi, la distance entre le centre et le ROI de chaque balayage radial individuel est toujours de 100% de l'échelle X. Enfin, le programme s'approche de cet individuAl dans un profil d'intensité de pixel radial intégral. En raison de la mise à l'échelle, le profil moyen d'intensité de pixel, produit par le protocole "Clock Scan", ne dépend ni de la taille du ROI ni, dans des limites raisonnables, sur la forme du ROI. Cette méthode permet une comparaison directe ou, si nécessaire, une moyenne ou une soustraction de profils de ROI différents. Le protocole permet également de corriger les profils d'intensité des pixels intégrés, de n'importe quel objet pour le bruit de fond, par une simple soustraction de l'intensité moyenne des pixels situés à l'extérieur de l'objet. Bien qu'il ne soit testé que dans des échantillons biologiques, notre protocole fournit un ajout précieux à d'autres outils d'analyse d'image existants utilisés dans les études d'images de processus physiques ou chimiques disposés autour d'un point d'origine (comme la diffusion de substances à partir d'une source ponctuelle ) ¹ .

Cependant, la principale limitation de la méthode d'analyse d'image originale était que le protocole était devA évolué en tant que Visual Basic 6 (VB6) (code et, par conséquent, il était dépendant de la plate-forme et difficile à distribuer (nécessitant VB6). Pour résoudre ce problème et rejoindre les efforts récents similaires d'autres enquêteurs ² , nous avons converti l'analyse de l'horloge VB6 Code de programme dans deux plugins basés sur Java, compatibles avec les programmes d'analyse d'image open-source et indépendant de la plate-forme, NIJ et libre de disponibilité, ImageJ ³ et Fiji ImageJ ^4. De plus, ces plugins ont maintenant plusieurs nouvelles fonctions qui augmentent la capacité Du protocole d'origine pour traiter de multiples ROI et des piles d'images. De nombreuses applications d'analyse d'image ne conviennent pas, en ce qui concerne l'analyse statistique de plusieurs objets, et souvent, seules des données représentatives sont affichées. Avec le plugin Multi Clock Scan ImageJ, Il est possible de faciliter l'analyse simultanée d'objets multiples. Une évaluation statistique robuste des données microscopiques,En ce qui concerne la distribution de l'intensité du signal dans des cellules / objets individuels, est maintenant possible avec cette extension de plugin. Ici, nous décrivons les plugins Clock Scan et montrons des exemples de leurs applications dans l'analyse d'image.