Contorno esterno assistita segmentazione e quantificazione delle ossa Trabecular da un Plugin di Imagej

L'obiettivo generale di questa procedura è quantificare automaticamente le misurazioni strutturali delle ossa trabecolari con precisione ed efficienza. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo dell'analisi delle immagini, ad esempio come misurare le strutture irregolari in modo accurato ed efficiente. Il vantaggio principale di questa tecnica è che le misurazioni strutturali di oggetti bidimensionali o tridimensionali con tale tecnica sono più accurate ed efficienti rispetto agli attuali approcci di quantificazione disponibili.

Per iniziare questa procedura, installare prima il software ImageJ e i plug-in di analisi trabecolare, come indicato nel protocollo di testo. Aprire il software ImageJ. In Plugin, BoMomics, Simula oggetti, fai clic sul pulsante Cerchio.

Nella finestra popup risultante, immettere 200 come diametro, quindi fare clic su OK per generare un cerchio simulato con un diametro di 200 pixel. Salva il cerchio generato in formato TIFF. Successivamente, in Plugin, BoMomics, Simula oggetti, fai clic sul pulsante Quadrato.

Nella finestra popup, inserisci 200 e la lunghezza del lato, quindi fai clic su OK per generare un quadrato simulato con una lunghezza del lato di 200 pixel. Salvalo in formato TIFF. Quindi, nello stesso menu, fare clic sul pulsante Sfera.

Immettete 30 come diametro e fate clic su OK per generare la sfera simulata. Fare clic su Plugin, 3D, Volume Viewer per visualizzare la sfera e salvarla in formato TIFF. Infine, in Plugin, BoMomics, Simula oggetti, fai clic sul pulsante Cilindro.

Immettete 30 come diametro e 100 come altezza, quindi fate clic su OK per generare il cilindro simulato. Successivamente, fai clic su Plugin, 3D, Visualizzatore volume per visualizzare il cilindro e salvarlo in formato TIFF. Innanzitutto, aprire il software ImageJ e aprire o importare un'immagine acquisita.

Far scorrere la barra di scorrimento inferiore per scegliere una fetta, quindi fare clic sul pulsante Immagine, Regola, Soglia. Nella finestra popup Soglia, regolare i valori di soglia minima e massima per assicurarsi che le ossa siano ben separate dallo sfondo. Registrare il valore di soglia minimo come valore di soglia dell'osso corticale.

Quindi, fai clic sul pulsante Plugins, BoMomics, Profilazione dei parametri trabecolari. Nella finestra popup, impostare l'indice della sezione sulla posizione della sezione rappresentativa. Imposta i valori di Osso corticale, Intervallo e Passo per calcolare una serie di soglie corticali per i parametri di segmentazione della profilazione.

Successivamente, impostare i valori di Diametro disturbo, Passo e Intervallo per specificare un insieme di valori di disturbo per l'analisi. Impostare i valori di Diametro foro, Passo e Intervallo per il calcolo di un insieme di valori di foro. Fare clic su OK per eseguire la profilatura dei parametri.

Nella finestra Risultati profilatura parametri, controllare visivamente i risultati della segmentazione e selezionare un livello di sezione in cui il contorno esterno dell'osso è delineato con precisione. Recuperare quindi i parametri di profilatura dalla voce corrispondente nella tabella Risultati profilatura parametri. Per iniziare ad analizzare le ossa trabecolari, aprire il software ImageJ e aprire o importare un'immagine acquisita.

Fare clic sul pulsante Plugins, BoMomics, Segmentazione trabecolare. Inserite i parametri di analisi appropriati, come mostrato di seguito. Quindi, fare clic su OK per eseguire la segmentazione trabecolare.

Ispezionare visivamente i risultati nella finestra Risultati segmentazione trabecolare. Quindi, salvare le ossa trabecolari estratte mostrate nella finestra Ossa trabecolari segmentate in formato TIFF per ulteriori analisi. Successivamente, fai clic sul pulsante Plugin, BoMomics, Analisi trabecolare e inserisci i parametri di analisi appropriati, come indicato nel protocollo di testo.

Nella sezione Reporting dei risultati, selezionare uno o più parametri da misurare in cui le opzioni sono il volume osseo trabecolare, il volume totale e lo spessore misurati in modo bidimensionale o tridimensionale. Per eseguire l'analisi trabecolare, selezionare le caselle di controllo sia per 2D che per 3D, quindi fare clic OK.To iniziare a quantificare gli oggetti, aprire un'immagine simulata nel software ImageJ. Selezionare il pulsante Plugins, BoMomics, Analisi trabecolare e inserire i parametri di analisi appropriati, mantenendo i valori predefiniti per Inizio, Fine, Limite contorno e Ossa trabecolari, impostando a zero il diametro di riduzione del rumore, il diametro di riempimento del foro e il diametro dello spessore corticale.

Nella sezione Report risultati, selezionare sia 2D che 3D come parametri da misurare. Quindi, fare clic su OK per eseguire l'analisi trabecolare sull'oggetto simulato. Successivamente, calcola il volume osseo calibrato, il volume totale, il contenuto minerale osseo, la frazione di volume osseo e la densità minerale ossea nelle colonne del foglio di calcolo e analizza i dati, come indicato nel protocollo di testo.

In questo studio, un plug-in ImageJ viene utilizzato per segmentare e quantificare automaticamente le ossa trabecolari. L'analisi rappresentativa del profilo dei parametri utilizzando diverse condizioni dei parametri rivela che alcune combinazioni sono più accurate nel delineare i confini esterni di un osso rispetto ad altre. Successivamente, viene eseguita la segmentazione e l'analisi per quantificare le misurazioni delle ossa trabecolari.

I risultati di questa segmentazione possono essere controllati visivamente fetta per fetta. Le quantificazioni grezze del volume osseo, del volume totale, della somma dei valori di grigio e dello spessore, in due o tre dimensioni, possono essere riportate a seconda delle opzioni selezionate durante l'analisi. Le informazioni di calibrazione vengono estratte dal set di dati micro-CT scansionato e vengono quindi calcolate le misurazioni calibrate del volume osseo, del volume totale, del contenuto minerale osseo, della frazione di volume osseo e della densità minerale ossea.

Le loro distribuzioni possono quindi essere profilate nella regione di analisi selezionata, strato per strato, rispetto alle posizioni del livello. Una volta padroneggiata, questa tecnica può quantificare le ossa trabecolari di 500 strati di immagine in 10-20 minuti se eseguita correttamente. Abbiamo avuto l'idea di questo metodo quando abbiamo scoperto che i risultati riportati dal software del fornitore di micro-CT non erano riproducibili quando lo stesso set di dati veniva analizzato dallo stesso operatore esperto.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come scegliere i parametri di segmentazione ossea appropriati ed eseguire l'analisi delle ossa lunghe con interazioni minime con l'utente.