שעון סריקה פרוטוקול ניתוח תמונה: Plugins ImageJ
19 ביוני 2017
מאמר זה מתאר שני תוספים ImageJ חדשניים לניתוח 'שעון סריקה' תמונה. תוספים אלה להרחיב את הפונקציונליות של התוכנית הבסיסית Visual 6 הבסיסית, והכי חשוב, להפוך את התוכנית זמינה לקהילת מחקר גדול על ידי bundling אותו עם ImageJ חינם תמונה ניתוח תוכנה החבילה.
המטרה הכוללת של פרוטוקולי סריקת שעון אלה היא לאפשר אפיון מהיר של עוצמת הפיקסלים הממוצעת בתוך, לאורך הגבול ו/או מחוץ לאזורי עניין נבחרים. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח וללמד על מנתחי תמונות על עוצמת פיקסלים ממוצעת באזורי עניין ספציפיים. היתרונות העיקריים של טכניקת סריקת השעון כאן הם שניתן להשתמש בה כדי לאפיין במהירות את עוצמת הפיקסלים הממוצעת מהמסלול באזורי עניין בודדים או מרובים.
עבור ניתוח סריקת שעון רגיל, תחת תפריט קובץ, בתוכנית ImageJ המתאימה, בחר פתח כדי לפתוח קובץ תמונה מעניין. לדוגמה, כאן, ינותח קטע רקמה עם נוירונים המסומנים עבור חלבון מעניין. בחר כלי ציור מתאים ותאר את אזור העניין.
בחר תוספים וסריקת שעון מתפריט קובץ כדי לפתוח את חלון האפשרות המוקפץ של פרוטוקול סריקת השעון הרגיל. חלון מנהל אזור העניין, עם החלוקה לרמות שמתווספת באופן אוטומטי, ייפתח גם הוא. בחלון האפשרויות של תוסף, השתמש בסרגלי הגלילה כדי לשנות את הקואורדינטות x ו-y במרכז אזור העניין, בהתאם לצורך.
בהתאם לחלק מאזור הרקע שמחוץ לאובייקט שאמור להיות מכוסה על-ידי הסריקה, השתמש/י בפס הגלילה של מגבלת הסריקה כדי להתאים את מגבלות הסריקה. בחר את תיבות הסימון רדיוס אמיתי, חיסור רקע, טרנספורמציה קוטבית ו/או התוויה עם סטיית תקן בהתאם לניסוי. לאחר מכן, לחץ על אישור כדי להפעיל את התוסף.
לאחר השלמת הניתוח, השתמש בפקודת הרשימה כדי לגשת לנתונים המספריים להמשך ניתוח. לניתוח סריקת שעון של אזורים מרובים, פתח קובץ תמונה המכיל אזורי עניין מרובים. לדוגמה, כאן, ינותח פאנל של מסגרות שנלכדו באותו קטע רקמה, כפי שהודגם זה עתה.
לחץ על נתח, לאחר מכן על כלים ולאחר מכן על מנהל אזור העניין והשתמש בכלי הציור המתאים כדי לתאר כל אזור עניין. כלי הקו המפולח שימושי לבחירת אזורי עניין אסימטריים ולאי-הכללת תיוג ברקע. לחץ על הוסף בחלון מנהל אזור העניין כדי להוסיף כל אזור עניין למנהל כפי שהוא נבחר.
בתפריט Plugins, בחר Multi Clock Scan כדי לפתוח את החלון המוקפץ אפשרויות פרוטוקול ולאפס את מגבלת הסריקה, לפי הצורך. סמן את העלילה עם סטיית תקן ו/או החסר תיבות רקע, בהתאם לניסוי. לאחר מכן, לחץ על אישור כדי להפעיל את הפרוטוקול, שייצור שני חלונות עלילת פלט.
לניתוח סריקת שעון של ערימת תמונות, פתח ערימת תמונות מעניינת. כאן, תנותח ערימת תמונות של גנגליון שורש גבי מבודד, המסומן בפלואורסצנט רגיש לסידן שצולם לפני ואחרי גירוי אלקטרודות תוך תאי. שרטטו את אזור העניין באוסף התמונות.
הוסף את ערימת התמונות שנבחרה למנהל אזור העניין, כפי שהודגם זה עתה, ובחר סריקה מרובת שעונים כדי לפתוח את החלון הקופץ של אפשרויות הפרוטוקול. אפס את מגבלת הסריקה לפי הצורך, ובדוק את העלילה עם סטיית תקן, ו/או החסר תיבות רקע, בהתאם לניסוי. לאחר מכן, לחץ על אישור כדי להפעיל את הפרוטוקול, וליצור שני חלונות עלילת פלט.
בניתוח מייצג זה של קטע רקמה של נוירונים המסומנים פלואורסצנטית, צויר אזור עניין דרך האות הבהיר עבור החלבון המעניין, וניתוח סריקת שעון סטנדרטי בוצע כדי לאסוף סריקות עוצמת פיקסלים רדיאליות ממרכז אזור העניין למגבלת הסריקה המתוארת. הסריקות הרדיאליות נורמלו לרדיוס אזור העניין בכיוון הסריקה. ממוצע, כדי לייצר פרופיל עוצמת פיקסל רדיו אינטגרלי, החושף שרוב החלבון המעניין נמדד בקרום הפלזמה של התא.
מכיוון שנבחרה עלילה עם סטיית תקן לניתוח זה, קווי סטיית התקן האנכיים הצביעו על עוצמת הפיקסלים בין פרופילי הסריקה הרדיאלית הבודדת במרחק נתון ממקור הסריקה. בניתוח זה, נסרקו מספר אזורי עניין בתוך דגימת רקמת הנוירונים, כפי שהודגם זה עתה, ויצרו פרופיל עוצמת פיקסלים אינטגרלי עבור כל אובייקט סרוק ברצף שהם נוספו למנהל אזור העניין. בנוסף, פרופיל עוצמת פיקסלים ממוצע עבור כל אזור עניין שנבחר.
פסי סטיית תקן אלה, אם כן, מייצגים את השונות בין סריקות אינטגרליות של אובייקטים בודדים, ולא סריקות רדיאליות בודדות. כאן, בוצע ניתוח ערימת תמונות של נוירון גנגליון שורש גבי מבודד שנלכד בזמנים שונים, לפני ואחרי גירוי, באמצעות אלקטרודה תוך-תאית. בסוף הניתוח הוצג פרופיל עוצמת פיקסלים אינטגרלי של המופעים הבודדים של האובייקט המעניין בתמונות שונות בתוך הערימה, ופרופיל עוצמת פיקסלים ממוצע עבור כל המופעים של האובייקט.
יתר על כן, ניתוח סטיית התקן של ערימת תמונות סרוקות שעון מדגים את שונות הנתונים בין הסריקות האינטגרליות לאורך ערימת התמונות. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד למדוד עוצמות פיקסלים באמצעות תוספי סריקת שעון. מטרתנו בפיתוח תוספים אלה הייתה להפוך סוגים אלה של ניתוח תמונות לזמינים בחינם לכל חוקר.
אנו מאמינים כי פרוטוקול סריקת השעון ישמש לתחומי מחקר רבים, כולל אך לא רק, יישום הדמיה ביולוגית, כימית ופיזיקלית. ככל שנמשיך לפתח ולהפעיל תוספים אלה לסריקת שעון, נעריך כל משוב וכל הצעה מבעלי עניין כיצד לשפר את הכלים הללו.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מתאר שני תוספים חדשניים ל-ImageJ לניתוח תמונות של 'סריקת שעון', המשפרים את תוכנית ה-visual basic 6 המקורית. התוספים הללו הופכים את התוכנית לנגישה לקהילת מחקר רחבה יותר על ידי שילובה עם חבילת התוכנה ImageJ.
רכיבי מחקר מרכזיים
תחום המדע
- ניתוח תמונות
- מדעי המוח
- פיתוח תוכנה
רקע
- פרוטוקולי סריקת שעון מאפשרים אפיון מהיר של עוצמת פיקסל.
- הם עוזרים למנתחי תמונות להבין את עוצמת הפיקסל הממוצעת באזורי עניין.
- הטכניקה מאפשרת ניתוח מהיר של אזורים בודדים או מרובים.
- ImageJ היא תוכנת ניתוח תמונות חינמית ונפוצה.
מטרת המחקר
- להציג תוספים חדשים לניתוח תמונות משופר.
- לספק כלים לחוקרים לניתוח עוצמת פיקסל ביעילות.
- להרחיב את הגישה למתודולוגיית סריקת השעון.
שיטות ששימשו
- שימוש בתוכנת ImageJ לניתוח תמונות.
- בחירת אזורי עניין באמצעות כלי ציור.
- אפיון עוצמת הפיקסל הממוצעת בתוך האזורים שנבחרו.
- ניתוח של חלקי רקמה המסומנים לחלבונים ספציפיים.
תוצאות עיקריות
- הקדמה של שני תוספים ל-ImageJ לניתוח סריקת שעון.
- פונקציונליות משופרת בהשוואה לתוכנית המקורית.
- גישה מוגברת לחוקרים בתחום.
- יעילות מודגמת בניתוח עוצמת פיקסל.
מסקנות
- התוספים החדשים משפרים משמעותית את יכולות ניתוח התמונות.
- הם מאפשרים אפיון מהיר של עוצמת פיקסל.
- כלים אלו הם בעלי ערך לחוקרים במדעי המוח ותחומים קשורים.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Quantitative image analysis is critical for early discovery and translational research, enabling precise measurement of molecular or cellular features in complex biological samples. The clock scan protocol, implemented as ImageJ plugins, provides standardized, reproducible quantification of radial pixel intensity profiles across single or multiple regions of interest. This capability supports robust data-driven decision-making at key inflection points in biopharma R&D pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables objective quantification of biomarker localization and distribution within defined cellular compartments.
- Supports mechanistic de-risking by providing reproducible spatial intensity profiles for candidate targets.
- Facilitates comparative analysis across experimental conditions to inform target confidence and triage.
Screening & Assay Development
- Prepares validated image-based assays for downstream screening workflows by standardizing region-of-interest analysis.
- Delivers quantitative, reproducible outputs suitable for high-content screening and compound evaluation.
- Enables batch analysis of multiple regions or image stacks, supporting scalability and platform reuse.
Translational & Preclinical Research
- Aligns image-derived quantitative endpoints with disease-relevant cellular or tissue models when supported by the biological context.
- Provides continuity from discovery through preclinical validation by enabling consistent measurement of spatial biomarker dynamics.
- Supports risk-adjusted advancement decisions through robust, quantitative image analytics.
Pipeline & Workflow Integration
The clock scan protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling standardized, quantitative image analysis at multiple workflow stages.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification through spatial intensity profiling.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative outputs for assay readiness and compound evaluation.
- Analytics: Provides statistical outputs, including mean and standard deviation profiles, for rigorous condition comparison.
- Translational Research: Enables alignment of image-based endpoints with preclinical models when relevant.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, open-source capability for diverse image analysis needs across R&D teams.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in image-based studies.
- Operational Value: Standardizes and scales image analysis workflows for reproducibility and efficiency.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital allocation by providing robust quantitative data.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of discovery and preclinical assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in image analysis and familiarity with ImageJ or Fiji platforms.
- Needs access to appropriate imaging instrumentation and computational infrastructure.
- Demands cross-team standardization of region-of-interest selection and analysis parameters.
- Supports adaptation across diverse biological models and imaging modalities.
- Limited to convex-shaped or segmented regions; complex morphologies may require additional validation.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
0:43
Standard Clock Scan Analysis
6:28
Conclusion
4:27
Results: Representative Standard and Multi Clock Scan Analyses
2:13
Multiple Regions of Interest (ROI) Clock Scan Plugin: Multiple ROI Analysis
3:31
Multiple ROI Clock Scan Plugin: Image Stack Analysis
