외부-경계 지원 세분화 및 정량화 Imagej 플러그인에 의해 배수 뼈의

Summary

우리는 세그먼트와 배수 뼈 ImageJ 플러그인을 사용 하 여 뼈의 바깥 경계에 따라 2D 및 3D 이미지에 대 한 측정에 대 한 워크플로 제시. 이 방법은 보다 효율적이 고 정확한 현재 수동 손 윤곽을 그리는 접근 보다 이며 레이어, 레이어 quantifications, 현재 상용 소프트웨어에서 사용할 수 있습니다 제공 합니다.

Abstract

마이크로 계산 된 단층 촬영 (마이크로 CT) 정기적으로 뼈 수량 및 다른 뼈 손실 조건 하에서 작은 동물에서 배수 microstructural 속성을 평가 하는 데 사용 됩니다. 그러나, 마이크로-CT 이미지의 배수 분석을 위한 표준 접근은 슬라이스 하 여 슬라이스 자동 손 컨투어링, 노동 집약 및 오류가 발생 하기 쉬우며. 뼈의 외부 경계, 배수 뼈를 식별 하 고 자동으로 적은 연산자 바이어스 때 적절 한 정확도 가진 세그먼트 수 어디에 따라 배수 뼈의 자동 세그먼트에 대 한 효율적인 방법은 여기에 설명 된 세그먼트화 매개 변수가 설정 됩니다. 만족 스러운 세분화 매개 변수 프로 파일링, 세분화 결과의 이미지 스택 표시 됩니다, 모든 가능한 조합의 분할 매개 변수는 순서 대로 하나씩 변경된 및 세분화 결과 관련된 매개 변수를 수 있습니다. 시각적으로 확인 쉽게. 플러그인의 품질 제어 기능으로 시뮬레이션된 표준 개체 측정된 수량 이론 값과 비교 하는 수 있는 정량입니다. 배수 속성 및 배수 두께의 레이어, 레이어 정량화 같은 플러그인에 의해 보고 되 고 선택된 영역 내에서 이러한 속성의 배포판 쉽게 프로 파일링 할 수 있습니다. 이러한 조치는 현재 상용 소프트웨어의 출력에서 사용할 수 있는 곳에 단일 계층으로 레이어 정량화 배수 뼈에 대 한 더 많은 정보를 유지 하 고 더 구조 변경의 통계 분석을 용이 하 게, 비록 각 매개 변수에 대 한 정량된 값은 각 샘플에 대 한 보고. 따라서, 설명한 워크플로 정확도와 효율성 배수 뼈를 분석 하기 위한 더 나은 접근.

Introduction

배수 뼈의 마이크로-CT 분석은 다른 뼈 손실 조건^1,2,3, 몇 가지 변수를 관련 작은 동물에서 뼈의 형태 변화를 추적 하기 위한 표준 접근에 뼈의 구조는 보고⁴. 그러나, 같은 매개 변수는 하지의 긴 뼈⁵, metaphysis에 균등 하 고 요약 또는 평균 값은 현재 상용 마이크로 CT 기계^{6,7 각 샘플의 각 구조 변수에 대 한 보고} , 비록 단일 값 완전 분석 영역에서 측정 된 매개 변수의 특성을 나타낼 수 없습니다. 배수 뼈의 레이어, 레이어 정량화 뿐만 아니라 각 변수에 대 한 더 많은 정보를 유지 하지만 또한 구조의 후속 통계 분석을 용이 하 게 분석 지역에서 같은 변수 배포판의 프로 파일링을 사용 하면 ⁵다른 조건 변화 한다입니다. 따라서,이 방법의 목표는 현재 어떤 상용 마이크로 CT 분석 패키지에서 사용할 수 없습니다 각 슬라이스 수준에서 마이크로-CT 검사의 배수 뼈 측정 이다....

Protocol

동물 주제와 관련 된 절차 관리 및 사용 실험실의 동물 (NIH 간행물, 8 판, 2011)에 대 한 가이드에 따라 실시 했다 고 검토 되었고 기관 동물 관리 및 사용 우한 위원회에 의해 승인 대학입니다.

1. 소프트웨어 설치

1. ImageJ 소프트웨어를 설치 합니다. Https://imagej.nih.gov/ij/에서 64 비트 자바 번들 ImageJ (버전 1.51 p) 소프트웨어의 윈도우 버전을 다운로드. 이후 "ImageJ 디렉토리"로 참조 됩니다 폴더에 다운로드 한 소프트웨어를 추출 합니다.
   참고: 배수 분석 플러그인 필요 64 비트 자바 실행 시간 (버전 1.8)와 64 비트 windows 운영 체제를 선호 64 비트 윈도 즈 7 운영 체제.
2. 배수 분석 플러그인을 설치 합니다. Http://www.bomomics.com에서 배수 분석 플러그인을 요청 하 고 내용을 "ImageJ 디렉토리/플러그인"은 ImageJ의 플러그인 디렉토리에 압축을 풉니다.
   참고: 무료 버전, 어디 5 측정 인접 한 조각 보고 지정, 또는 조각의 범위를 지정 하 고 측정 수 있는 상용 버전으로 플러그인을 얻을 수 있습니다.

2. 배수 분석을 위한 3D 데이터 ....

Results

배수 분석 플러그인은 자동으로 세그먼트 하 고 정확도 가진 배수 뼈를 계량 설계 되었습니다. 처음에, 뼈 바깥 경계를 탐지 하 고 delineated 뒤 구멍 채우기 작업 뼈 바깥쪽 대뇌 피 질의 껍질 내에서 어떤 구멍 든 지 가득 차 있습니다. 다음 외부 외피 뼈를 제외 하 고 세그먼트 배수 뼈를 침식 연산이 수행 됩니다. 마지막으로, 세그먼트 지역에서 배수 뼈의 조치는 정량.

마이크로-CT 이미지는 본질적으로 시끄러운 세그먼트 종종 임의의 미리 정의 된 매개 변수를 사용 하 여 뼈의 외부 경계를 정확 하 게 식별 하지. 그것은 만족 스러운 분할 매개 변수를 선택 하기 위한 매개 변수 조합의 많은 시도를 지루하고 노동 집약입니다. 또한 뼈의 그룹에 대 한 매개 변수의 공통 집합 선택 용이 하 게 만족 스러운 매개 변수 조합을 선택에 도움을 자동으로 설정된 범위에.......

Discussion

이 연구 분석은 자동, 효율적, 배수 뼈와 사용자 친화적인 ImageJ 플러그인을 설명 합니다. 플러그인은 또한 계량 분야, 볼륨 및 두께의 레이어, 레이어 측정에 대 한 모든 2D 또는 3D 개체를 사용할 수 있습니다. 현재, 각 배수 매개 변수에 대 한 단일 측정된 값만 완전히 선택한 분석 영역에서 측정 된 엔터티의 특성을 나타낼 수 없습니다 표준 마이크로 CT 분석 하 여 각 샘플에 대 한 보고 됩니다. 설명된 플러그인 레이어, 레이어 양의 측정된 매개 변수는 선택한 분석 지역에, 그리고 따라서 더 고급 민감한 통계의 유통 정보를 완전히 유지 각 샘플에 대 한 각 매개 변수를 보고 접근은 이러한 데이터를 분석 하는 데 적용 됩니다.

표준, 자동 손 떨림을 세분화 방법, 다른 손으로 컨투어링 조각 사이 상당한 변이 연산자 바이어스^8,,9

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
ImageJ	NIH	imagej	Java 1.8 런타임 섬유주 분석 플러그인이 있는 모든 버전
	Bomomics	bomomics	무료 또는 상용 버전
Micro CT 스캐너	Scanco	μ-50	마이크로 CT 모든 공급업체의 컴퓨터
시스템	Lenovo		모든 브랜드
Windows 운영 체제	Microsoft	Windows 7 x64	모든 64비트 Windows 운영 체제
Office Software	Microsoft	Office 2010	XY 차트 기능이 있는 모든 speadsheet 소프트웨어