Method Article

Buitenrand bijgestaan segmentatie en kwantificering van Trabecular botten door een Imagej Plugin

DOI:

10.3791/57178

March 14th, 2018

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

We presenteren een workflow voor segmenteren en kwantificeren van trabecular beenderen voor 2D- en 3D-afbeeldingen op basis van de buitenste rand van het bot met behulp van een plugin ImageJ. Deze aanpak is efficiënter en nauwkeuriger dan de huidige handmatige hand-contouring aanpak, en laag-voor-laag kwantificeringen, die niet beschikbaar zijn in de huidige commerciële software biedt.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Micro-berekend tomografie (micro-CT) wordt regelmatig gebruikt ter beoordeling van de hoeveelheid bot en trabecular microstructurele eigenschappen in kleine dieren onder verschillende bot verlies voorwaarden. Echter is de standaardbenadering voor trabecular analyse van micro-CT-beelden slice-door-laagse semi-automatische hand-contouring, arbeidsintensief en foutgevoelig. Hier beschreven is een efficiënte methode voor automatische segmentatie van trabecular botten volgens de buitenste grenzen van het bot, waar trabecular botten kunnen worden geïdentificeerd en gesegmenteerd automatisch met nauwkeurigheid met minder vooringenomenheid van de exploitant voorzover toepasselijk segmentatie parameters zijn ingesteld. Om het profiel van bevredigende segmentatie parameters, wordt een afbeeldingsstapel van segmentatie-resultaten weergegeven, waar alle mogelijke combinaties van de parameters van de segmentatie veranderde één voor één in de reeks, en segmentatie resultaten met bijbehorende parameters kan gemakkelijk worden visueel gecontroleerd. Als een functie van de kwaliteitscontrole van de plugin, zijn gesimuleerde standaardobjecten gekwantificeerd waar de gemeten hoeveelheden kunnen worden vergeleken met theoretische waarden. Laag-voor-laag kwantificering van trabecular eigenschappen en trabecular diktes zijn gerapporteerd door dergelijke plugin en de verdelingen van dergelijke eigenschappen binnen de geselecteerde regio's kunnen gemakkelijk worden geprofileerd. Hoewel laag-voor-laag kwantificering meer informatie over trabecular bones behoudt en verder vergemakkelijkt de statistische analyse van structurele veranderingen, dergelijke maatregelen niet beschikbaar zijn van de output van de huidige commerciële software, waar slechts één gekwantificeerde waarde voor elke parameter wordt voor elk monster gerapporteerd. De beschreven werkstromen zijn dus betere benaderingen voor het analyseren van trabecular botten met nauwkeurigheid en efficiëntie.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Micro-CT analyse van trabecular botten is de standaardbenadering voor het bijhouden van de morfologische veranderingen van de botten in kleine dieren onder verschillende bot verlies voorwaarden1,2,3, waar meerdere variabelen met betrekking tot de structuren van de botten zijn gerapporteerde4. Echter, dergelijke parameters niet gelijkelijk zijn verdeeld in de metaphysis van lange beenderen5, en alleen een samengevatte of een gemiddelde waarde voor elke structurele variabele van elk monster wordt gerapporteerd door de huidige comm....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Procedures met betrekking tot dierlijke onderwerpen zijn werden uitgevoerd volgens de richtsnoeren voor de zorg en het gebruik van proefdieren (NIH publicatie, 8ste editie, 2011), en herzien en goedgekeurd door de institutionele Animal Care en gebruik Comité van Wuhan Universiteit.

1. de software installeren

  1. ImageJ software installeren. Downloaden van de Windows-versie van de software van de ImageJ (versie 1.51 p) gebundeld met 64-bits Java van https://imagej.nih.gov/ij/. Pak de gedownloade software in een map, die zal worden hierna genoemd de "ImageJ Directory".
    Opmerking: Trabecular analyse plugins vereisen 64-bits java run t....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het trabecular analyse plugin is ontworpen om automatisch te segmenteren en kwantificeren trabecular beenderen met een nauwkeurigheid. Aanvankelijk, bot buitenrand is gedetecteerd en afgebakend gevolgd door een gat vullen operatie waar geen gaten in bot buitenste corticale schelpen zijn gevuld. Vervolgens wordt een erosie-bewerking uitgevoerd om te sluiten van de buitenste corticale botten en de gesegmenteerde trabecular botten. Ten slotte worden maatregelen van trabecular botten in de ge.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze studie beschrijft een ImageJ plugin voor het analyseren van trabecular botten, oftewel automatic, efficiënt, en verbruiker vriendschappelijk. De plugin kan ook worden gebruikt te kwantificeren van elk 2D- of 3D-object voor laag-voor-laag maatregelen voor gebieden, volumes en diktes. Op dit moment wordt slechts één gemeten waarde voor elke trabecular parameter voor elk monster gerapporteerd via micro-CT standaardanalyse, die de kenmerken van de gemeten entiteit in de geselecteerde analyseren regio volledig kan niet v.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Een octrooi voor de onderliggende algoritme van de kwantificering van de dikte van het object is ingediend. De auteurs werkte samen met anderen de bomomics.com-website hosting van de gratis versie plugins, waar consulting en kwantificeren van de diensten van de beeldanalyse worden geleverd op aanvraag geregistreerd.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door grant NFSC 81170806. De auteurs bedank de faciliteit van de micro-CT kern van School voor stomatologie, Wuhan Universiteit voor het scannen en analyseren van de rat dijbeen helpen.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
ImageJNIHimagejAny version with a java 1.8 run time
trabecular analysis pluginBomomicsbomomicsfree or commercial version
Micro CT scannerScancoμ-50micro CT from any vendor
Computer SystemLenovoany brand
Windows Operating SystemMicrosoftWindows 7 x64any 64-bit Windows operating system 
Office SoftwareMicrosoftOffice 2010any speadsheet software that has xy chart function

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Ruegsegger, P., Koller, B., Muller, R. A microtomographic system for the nondestructive evaluation of bone architecture. Calcif Tissue Int. 58 (1), 24-29 (1996).
  2. Muller, R., Ruegsegger, P. Micro-tomographic imaging for the nond....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Trabecular Bone AnalysisImageJ PluginMicro CT SegmentationTrabecular SegmentationTrabecular QuantificationParameter ProfilingLayer by Layer AnalysisTrabecular ThicknessBone Volume FractionSimulated Objects

Related Articles