EasyFiji is een grafische gebruikersinterface-plugin voor Fiji (ImageJ) die een zorgvuldig samengestelde suite van fluorescentiebeeldvisualisatie- en verwerkingstools biedt die vaak door life scientists worden gebruikt.
Method Article
EasyFiji is een grafische gebruikersinterface-plugin voor Fiji (ImageJ) die een zorgvuldig samengestelde suite van fluorescentiebeeldvisualisatie- en verwerkingstools biedt die vaak door life scientists worden gebruikt.
Fiji (Fiji Is Just ImageJ) is een uitgebreid en uitbreidbaar open-source beeldverwerkingspakket dat veel wordt gebruikt door de bioimage-analysegemeenschap. Voor niet-computationele life scientists vereist het handmatig omgaan met de vele mogelijkheden van Fiji echter het leren en navigeren door een diep gelaagd menusysteem. Bovendien zijn sommige commando's standaard gedrag niet ideaal voor fluorescentiebeeldweergave en -verwerking. Om de efficiëntie te verhogen voor levenswetenschappers die werken met fluorescentiemicroscopiebeelden, hebben we EasyFiji ontwikkeld, een samengestelde grafische gebruikersinterface (GUI) plugin voor Fiji. Elk EasyFiji-commando wordt uitgevoerd via tooltip-enhanced knoppen en schuifregelaars en vertoont altijd kanaalspecifieke uitvoering, zoals vereist voor fluorescentiebeelden. Commando's die pixelintensiteiten veranderen zijn ook one-click onuitvoerbaar om interactievere verwerking mogelijk te maken en kunnen automatisch worden opgenomen en opgeslagen als tekst voor registratie. Een afbeeldingsinformatiepaneel toont instellingen die cruciaal zijn voor beeldinterpretatie. Er zijn ook nieuwe functies voor beeldrendering en bleekcorrectie beschikbaar. De plugin is vrij beschikbaar op GitHub en als Fiji Update Site. Dit protocol beschrijft de stappen om de interface van EasyFiji te gebruiken voor visualisatie en verwerking van fluorescentiemicroscopiebeelden.
Fiji (Fiji is Just ImageJ) is een uitgebreid en uitbreidbaar open-source beeldverwerkingspakket dat veel wordt gebruikt door de bioimage-analysegemeenschap 1,2. Fiji's grote codebase van algemene algoritmen, samen met de macrotaal en plugin-interface, kan gemakkelijk worden ingezet door computationele analisten om een oplossing te bieden voor vrijwel elk probleem van beeldverwerking of analyse. Voor life science-gebruikers met weinig rekenervaring kunnen FIJI's >1.100 commando's, verspreid over een diep gelaagd dropdownmenu, ontzettend complex zijn om effectief te navigeren en te gebruiken. Er zijn verschillende benaderingen gehanteerd om het handmatige gebruik van Fiji te vereenvoudigen. De zoekbalk van Fiji is een alternatief voor menunavigatie en biedt toegang tot uitstekende hulpdocumentatie, maar alleen als de gebruiker de naam van het benodigde algoritme kent. De werkbalkknoppen van Fiji kunnen worden aangepast om snelle toegang te bieden tot door de gebruiker gedefinieerde commando's, maar deze procedure vereist het schrijven van een macrocode en vooruitzien welke commando's het meest nuttig zullen zijn. De ActionBar-plugin biedt een zelfstandig grafisch gebruikersinterface (GUI)-venster met aanpasbare en organiseerbare arrays van knoppen, maar ook hier zijn coderen en ervaring vereist om de knoppen effectief te vullen3. Geen van deze oplossingen voldoet aan de behoeften van levenswetenschappers met weinig ervaring in beeldverwerking.
Naast problemen met de gebruikersinterface vereisen veel levenswetenschappers die met fluorescentiemicroscopiebeelden werken kanaalspecifieke weergave- en verwerkingsprocedures. Sommige veelgebruikte Fiji-commando's zijn echter standaard niet kanaalbewust. Gebruikers willen bijvoorbeeld pseudo-gekleurde kanalen op een even opvallende manier samen weergeven, of specifiek gebieden met vergelijkbare intensiteit tussen kanalen markeren, of het grijstintencontrast van een morfologisch signaal behouden terwijl er ook fluorescentie wordt weergegeven. In elk van deze gebruiksgevallen verbergt Fiji's RGB-composietrenderingstechniek de gewenste informatie op perceptueel niveau. Bij het verwerken van multikanaals afbeeldingen, worden native Fiji-beeldfilters (d.w.z. Process | filters), ofwel alleen het actieve 2D-bitvlak verwerken of alle bitvlakken in het afbeeldingsvenster (d.w.z. de 'stack' zoals gedefinieerd door klasse ImageStack). Het eerste gedrag verwerkt niet over de z- of t-dimensie voor een bepaald kanaal, terwijl het tweede gedrag vrijwel altijd onjuist is, omdat elk kanaal een uniek kleuringpatroon en signaal-ruisverhouding bevat, waardoor kanaalspecifieke verwerkingsparameters nodig zijn. De correctiecommando's voor bleekmiddel in het inheemse Fiji (Afbeelding | Aanpassen | Bleekcorrectie) werken verkeerd wanneer ze worden toegepast op multikanaals fluorescentiebeelden, omdat ze opnieuw corrigeren over de hele ImageStack, waar kanaalgegevens worden verweven, in plaats van te corrigeren over de z- of t-dimensie binnen elk kanaal individueel.
Om deze problemen aan te pakken voor levenswetenschappers die werken met fluorescentiemicroscopiebeelden, hebben we EasyFiji ontwikkeld, een zorgvuldig samengestelde en begeleide grafische gebruikersinterface-plugin voor Fiji. EasyFiji is een samengestelde set thematisch georganiseerde commando's die kanaalbewuste rendering en verwerking mogelijk maken. Vier genoteerde panelen, Weergeven, Verwerken, Opslaan en Afbeeldingsinformatie, elk bevatten thematisch gerelateerde verzamelingen van tooltip-verbeterde knoppen en schuifregelaars voor het uitvoeren van commando's. Andere gemakken zijn onder meer een ongedaan maken-functionaliteit voor interactieve verwerking, een eenvoudige, platte tekstrecorder die automatisch pixel-modificerende acties samen met een afbeelding kan opslaan, en een geformatteerde weergave van verwervingsinstellingen die belangrijk zijn voor beeldinterpretatie. EasyFiji biedt ook nieuwe tools voor beeldrendering en blekcorrectie. EasyFiji ondersteunt geen kwantitatieve beeldanalyse of batchverwerkingsfuncties, omdat deze procedures alleen met hulp van een deskundige bioimage-analist moeten worden uitgevoerd. Hoewel EasyFiji van ontwerp beknopt is, zijn alle native Fiji-commando's altijd beschikbaar via het native Fiji-menusysteem. Wij geloven dat het doelgroepgerichte ontwerp4 van EasyFiji het gebruik van Fiji onder life scientists zal vergroten. Hier presenteren we het ontwerp, de implementatie en toepassing van EasyFiji op fluorescentiemicroscopiebeelden. De plugin is eenvoudig te installeren via een Fiji-updatesite (https://imagej.github.io/list-of-update-sites/ en https://imagej.net/plugins/EasyFiji_plugin), terwijl open-source code via GitHub kan worden gedownload; De plugin en broncode zijn vrij beschikbaar (https://github.com/stjude/EasyFiji).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Dit protocol beschrijft hoe je EasyFiji installeert en gebruikt.
1. Om EasyFiji te installeren...
2. Gebruik van het EasyFiji-displaypaneel
OPMERKING: Zoals te zien is in Figuur 1A, ondersteunt het displaypaneel fluorescentiekanaal-pseudokleuring met behulp van kleurproefknoppen, intuïtieve contrastaanpassingsknoppen en nieuwe opties voor perceptueel gekalibreerde multikanaals beeldweergaven. Native Fiji-commando's voor 3D/4D-beeldprojectie en herslicing zijn ook inbegrepen. Tabel 1 documenteert de correspondentie tussen EasyFiji-commando's en inheemse Fiji-commando's.
3. Gebruik van het EasyFiji Process-paneel
OPMERKING: Zoals weergegeven in Figuur 1B, biedt de sectie Kanaalkenmerken van het Procespaneel schuifregelaar-gebaseerde beeldverwerkingscommando's met tooltips die kunnen worden gebruikt om de beeldweergave te verbeteren. De knop 'Ongedaan maken' maakt interactieve verwerking mogelijk. Afbeeldingsafmetingen kunnen worden aangepast met de knoppen Afmetingen wijzigen. De Action Table wordt gebruikt om als platte tekst Processing-commando's te loggen die de pixelintensiteitswaarden van afbeeldingen wijzigen. Het logboek kan vervolgens automatisch worden opgeslagen met de afbeelding met dezelfde titel (zie Opslaan-paneel).
4. Het gebruik van het EasyFiji Save Panel
OPMERKING: Zoals weergegeven in Figuur 1C is het opslaan-paneel ontworpen om niet-experts te helpen bij het kiezen van het juiste afbeeldingsbestandsformaat voor hun beoogde toepassing. Wanneer het selectievakje Save Actions is aangevinkt, worden alle verwerkingsacties die op een afbeelding worden toegepast, zoals vermeld in de Actietabel, automatisch opgeslagen met de afbeelding, met dezelfde bestandsnaam en pad, maar dan met een extensie *.txt. Als meerdere afbeeldingen open zijn en parallel zijn verwerkt, worden alle acties die op alle afbeeldingen zijn uitgevoerd weergegeven in de Actietabel. Echter, alleen de acties die op de opgeslagen afbeelding worden toegepast, worden met die afbeelding opgeslagen. Het opgeslagen tekstbestand verschijnt in het bestandssysteem maar opent niet in Fiji. Indien gewenst kunnen tekstbestanden in Fiji worden geopend door het bestandsicoon naar de Fiji-werkbalk te slepen.
5. Gebruik van het EasyFiji Image Info-paneel
OPMERKING: Zoals weergegeven in Figuur 1D, toont het Image Info-paneel platte tekstinstellingen voor leveranciersspecifieke acquisitie die cruciaal zijn voor beeldinterpretatie. Zie Tabel 2 voor een lijst van de typen confocale beeldformaten die momenteel worden ondersteund.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Pseudo-gekleurde weergaven van multikanaals fluorescentiebeelden kunnen worden gebruikt om de ruimtelijke of intensiteitsrelaties tussen signalen te illustreren; echter, het oorspronkelijke Fiji biedt alleen een RGB-composietrenderingstechniek die van nature kleur- en helderheidsniveau op perceptueel niveau verstoort. Om dit probleem te illustreren, gebruikt Figuur 2 een tweekanaalsafbeelding van N-Myc en RNA Polymerase II (RNAPolII). In
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Fiji is een open-source beeldverwerkings- en analysesoftware die zeer populair is onder beeldanalisten. De complexe menu-interface en soms onlogische gedragingen met betrekking tot het weergeven en verwerken van fluorescentiebeelden vormen echter uitdagingen voor niet-computationele levenswetenschappers. EasyFiji biedt life scientists een zorgvuldig georganiseerde set thematisch georganiseerde en tooltip-versterkte knoppen en schuifregelaars die consequent kanaalspecifiek gedrag vertonen...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen of andere belangenconflicten hebben.
Wij danken de leden van St. Jude's Cell and Tissue Imaging Center en het Center for BioImage Informatics voor hun opmerkingen over het manuscript. Biologische beelden werden vriendelijk geleverd door: Figuur 2: Melissa Marzahn en Tanja Mittag; Figuur 3: Peng Wei en James Morgan; Figuur 4A: Aaron Pitre; Figuur 4B: Aaron Pitre en Woo Jung Cho; Figuur 5A: Helen Chen en Heather Mefford; Figuur 5B: Sauradeep Sinha en Giedre Krenciute.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| EasyFiji GitHub Site | Open Source | https://github.com/stjude/EasyFiji | |
| EasyFiji Image.sc forum | Open Source | https://forum.image.sc/t/announcing-easyfiji-a-user-friendly-gui-plugin-for-fiji/117617 | |
| EasyFiji ImageJ.net site | 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