EasyFiji è un plugin di interfaccia grafica per Fiji (ImageJ) che offre una suite curata di strumenti di visualizzazione e elaborazione delle immagini fluorescenti frequentemente utilizzati dagli scienziati della vita.
Method Article
EasyFiji è un plugin di interfaccia grafica per Fiji (ImageJ) che offre una suite curata di strumenti di visualizzazione e elaborazione delle immagini fluorescenti frequentemente utilizzati dagli scienziati della vita.
Fiji (Fiji Is Just ImageJ) è un pacchetto di elaborazione immagini open-source esteso e estesibile ampiamente utilizzato dalla comunità di analisi di bioimmagini. Tuttavia, per gli scienziati della vita non computazionali, interagire manualmente con le numerose capacità delle Fiji richiede di imparare e navigare in un sistema di menu profondamente stratificato. Inoltre, alcuni comportamenti predefiniti di alcuni comandi non sono ideali per la visualizzazione e l'elaborazione delle immagini a fluorescenza. Per aumentare l'efficienza degli scienziati della vita che lavorano con immagini microscopiche a fluorescenza, abbiamo sviluppato EasyFiji, un plugin di interfaccia grafica (GUI) curata per le Fiji. Ogni comando EasyFiji viene eseguito tramite pulsanti e cursori potenziati da tooltip e mostra sempre un'esecuzione specifica per canale, come richiesto per le immagini a fluorescenza. I comandi che modificano l'intensità dei pixel sono inoltre impossibili a un solo clic per consentire un'elaborazione più interattiva e possono essere automaticamente registrati e salvati come testo per la conservazione dei registri. Un pannello informativo dell'immagine mostra le impostazioni fondamentali per l'interpretazione delle immagini. Sono inoltre fornite nuove funzioni di rendering dell'immagine e correzione della candeggina. Il plugin è liberamente disponibile su GitHub e come sito di aggiornamento delle Fiji. Questo protocollo delinea i passaggi per utilizzare l'interfaccia di EasyFiji per la visualizzazione e l'elaborazione delle immagini microscopiche a fluorescenza.
Fiji (Fiji Is Just ImageJ) è un pacchetto di elaborazione immagini open-source esteso e estesibile ampiamente utilizzato dalla comunità di analisi di bioimmagini 1,2. La vasta base di codice di algoritmi generici delle Fiji, insieme al linguaggio macro e all'interfaccia dei plugin, può essere comodamente sfruttata dagli analisti computazionali per fornire una soluzione a quasi qualsiasi problema di elaborazione o analisi delle immagini. Tuttavia, per gli utenti delle scienze della vita con poca esperienza computazionale, i >1.100 comandi di FIJI distribuiti in un menu a tendina profondamente stratificato possono risultare estremamente complessi da navigare e utilizzare efficacemente. Sono stati adottati diversi approcci per semplificare l'uso manuale delle Fiji. La barra di ricerca delle Fiji è un'alternativa alla navigazione nei menu, fornendo accesso a un'ottima documentazione di aiuto, ma solo se l'utente conosce il nome dell'algoritmo di cui ha bisogno. I pulsanti della barra degli strumenti delle Fiji possono essere personalizzati per fornire un accesso rapido ai comandi definiti dall'utente, ma questa procedura richiede la scrittura di un codice macro e la previsione di quali comandi saranno più utili. Il plugin ActionBar offre una finestra di interfaccia grafica (GUI) autonoma con array di pulsanti personalizzabili e organizzabili, ma ancora una volta, sono necessari codice ed esperienza per popolare efficacementei pulsanti 3. Nessuna di queste soluzioni soddisfa le esigenze degli scienziati della vita con poca esperienza nell'elaborazione delle immagini.
Oltre ai problemi di interfaccia utente, molti scienziati della vita che lavorano con immagini di microscopia a fluorescenza richiedono procedure di visualizzazione e di elaborazione specifiche per canale. Tuttavia, alcuni comandi Fiji comunemente utilizzati non sono canal-aware di default. Ad esempio, gli utenti possono voler rendere insieme i canali pseudo-colorati in modo ugualmente saliente, oppure per evidenziare specificamente regioni di intensità simile tra canali, o per preservare il contrasto in scala di grigi di un segnale morfologico mostrando allo stesso tempo la fluorescenza. In ciascuno di questi casi d'uso, la tecnica di rendering composito RGB delle Fiji oscura le informazioni desiderate a livello percettivo. Quando si elaborano immagini multicanale, i filtri nativi delle immagini Fiji (cioè, Process | Filtri), o processano solo il piano di bit attivo 2D oppure tutti i piani di bit nella finestra dell'immagine (cioè lo 'stack' come definito dalla classe ImageStack). Il primo comportamento non elabora attraverso la dimensione z o t per un dato canale, mentre il secondo comportamento è quasi sempre improprio, poiché ogni canale contiene un pattern di colorazione e un rapporto segnale-rumore unico, rendendo necessaria l'uso di parametri di elaborazione specifici per canale. I comandi di correzione della candeggina delle Fiji native (Immagine | Modifica | Correzione di candeggina) agiscono in modo errato quando applicate a immagini di fluorescenza multicanale, perché anche in questo caso correggono su tutto l'ImageStack, dove i dati del canale sono intercalati, invece di correggere la dimensione z o t all'interno di ogni canale individualmente.
Per affrontare questi problemi per gli scienziati della vita che lavorano con immagini di microscopia a fluorescenza, abbiamo sviluppato EasyFiji, un plugin di interfaccia grafica curata e guidata per le Fiji. EasyFiji è un insieme curato di comandi organizzati tematicamente che consentono il rendering e l'elaborazione consapevoli del canale. Quattro pannelli tabulati, Display, Process, Save e Image Info, contengono ciascuno raccolti tematici di pulsanti e cursori ottimizzati da tooltip per l'esecuzione dei comandi. Altre comodità includono una funzionalità di annullamento per l'elaborazione interattiva, un semplice registratore d'azioni in testo semplice che può salvare automaticamente azioni di modifica dei pixel insieme a un'immagine, e una visualizzazione formattata delle impostazioni di acquisizione importanti per l'interpretazione dell'immagine. EasyFiji offre anche nuovi strumenti per il rendering delle immagini e la correzione della candeggina. EasyFiji non supporta l'analisi quantitativa delle immagini o le funzioni di elaborazione batch, poiché queste procedure dovrebbero essere eseguite solo con l'aiuto di un analista esperto di bioimmagini. Sebbene EasyFiji sia conciso per natura, tutti i comandi nativi Fiji sono sempre disponibili tramite il sistema di menu nativo Fiji. Crediamo che il design di EasyFiji, rivolto alpubblico 4 , aumenterà l'uso delle Fiji tra gli scienziati della vita. Qui presentiamo il design, l'implementazione e l'applicazione di EasyFiji alle immagini di microscopia a fluorescenza. Il plugin è facile da installare tramite un sito di aggiornamento Fiji (https://imagej.github.io/list-of-update-sites/ e https://imagej.net/plugins/EasyFiji_plugin), mentre il codice open source può essere scaricato tramite GitHub; Il plugin e il codice sorgente sono liberamente disponibili (https://github.com/stjude/EasyFiji).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Questo protocollo descrive come installare e utilizzare EasyFiji.
1. Per installare EasyFiji...
2. Utilizzo del pannello display di EasyFiji
NOTA: Come mostrato nella Figura 1A, il pannello di visualizzazione supporta la pseudo-colorazione dei canali di fluorescenza utilizzando pulsanti di campione di colore, controlli intuitivi di regolazione del contrasto e nuove opzioni per rendering d'immagine multicanale calibrati percettivamente. Sono inclusi anche comandi nativi delle Fiji per la proiezione e il re-slicing di immagini 3D/4D. La Tabella 1 documenta la corrispondenza tra i comandi EasyFiji e i comandi nativi Fiji.
3. Utilizzo del pannello EasyFiji Process
NOTA: Come mostrato nella Figura 1B, la sezione Caratteristiche del Canale del pannello di Processo fornisce comandi di elaborazione immagini basati su cursori con tooltip che possono essere utilizzati per migliorare la visualizzazione dell'immagine. Il pulsante Annulla l'ultimo consente un'elaborazione interattiva. Le dimensioni dell'immagine possono essere modificate usando i pulsanti Modifica Dimensioni. La Tabella delle Azioni viene utilizzata per registrare come testo semplice comandi di elaborazione che modificano i valori di intensità dei pixel dell'immagine. Il log può quindi essere salvato automaticamente con l'immagine usando lo stesso titolo (vedi pannello Salva).
4. Utilizzo del pannello di salvataggio di EasyFiji
NOTA: Come mostrato nella Figura 1C, il pannello di salvataggio è progettato per aiutare i non esperti a selezionare il formato di file immagine corretto per il caso d'uso previsto. Quando la casella Salva Azioni è selezionata, tutte le azioni di elaborazione applicate a un'immagine, come elencate nella Tabella delle Azioni, vengono automaticamente salvate insieme all'immagine, utilizzando lo stesso nome file e percorso, ma con l'estensione *.txt. Se più immagini sono aperte e sono state elaborate in parallelo, tutte le azioni eseguite su tutte le immagini sono visualizzate nella Tabella delle Azioni. Tuttavia, solo le azioni applicate all'immagine salvata vengono salvate con quell'immagine. Il file di testo salvato appare nel file system ma non si apre nelle Fiji. Se desiderato, i file di testo possono essere aperti a Fiji trascinando l'icona del file nella barra delle strumenti delle Fiji.
5. Utilizzo del pannello Informazioni Immagine di EasyFiji
NOTA: Come mostrato nella Figura 1D, il pannello Informazioni Immagine mostra impostazioni di acquisizione specifiche per il fornitore in testo semplice, cruciali per l'interpretazione delle immagini. Vedi la Tabella 2 per un elenco dei tipi di formati di immagine confocale attualmente supportati.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Le rappresentazioni pseudo-colorate di immagini a fluorescenza multicanale possono essere utilizzate per illustrare le relazioni spaziali o di intensità tra i segnali; tuttavia, la Fiji nativa offre solo una tecnica di rendering composito RGB che confonde colorazione e luminosità a livello percettivo. Per illustrare questo problema, la Figura 2 utilizza un'immagine a due canali di N-Myc e RNA Polimerasi II (RNAPolII). Nella Figura 2A
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Fiji è un software open source per l'elaborazione e l'analisi delle immagini molto popolare tra gli analisti di immagini. Tuttavia, la sua complessa interfaccia di menu e i comportamenti talvolta poco intuitivi rispetto alla visualizzazione e all'elaborazione delle immagini a fluorescenza rappresentano sfide per gli scienziati della vita non computazionali. EasyFiji offre agli scienziati della vita un set selezionato di pulsanti e cursori tematicamente organizzati e migliorati da tooltip...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti o altri conflitti di interesse.
Ringraziamo i membri del St. Jude's Cell and Tissue Imaging Center e del Center for BioImage Informatics per i commenti sul manoscritto. Le immagini biologiche sono state gentilmente fornite da: Figura 2: Melissa Marzahn e Tanja Mittag; Figura 3: Peng Wei e James Morgan; Figura 4A: Aaron Pitre; Figura 4B: Aaron Pitre e Woo Jung Cho; Figura 5A: Helen Chen e Heather Mefford; Figura 5B: Sauradeep Sinha e Giedre Krenciute.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Sito EasyFiji su GitHub | Open Source | https://github.com/stjude/EasyFiji | |
| Forum Image.sc EasyFiji | Open Source | https://forum.image.sc/t/announcing-easyfiji-a-user-friendly-gui-plugin-for-fiji/117617 | |
| Sito ImageJ.net EasyFiji | Open Source | https://imagej.net/plugins/EasyFiji_plugin#quick-start | |
| FIJI Software | Open Source | https://imagej.net/software/fiji/downloads | |
| VLC Media Player | Open Source | https://www.videolan.org/vlc/ |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission