00:00:15.00Hallo, ich bin Anne Carpenter vom Broad Institute,
00:00:17.08und eine der Leiterinnen des CellProfiler Projekts.
00:00:19.18Heute möchte ich Ihnen CellProfiler vorstellen.
00:00:22.00Es ist eine freie und quelloffene Software für die Bildanalyse
00:00:24.18die biologische Einheiten und Bilder identifizieren und messen kann;
00:00:27.06verarbeitet große Bilder in jedem Maßstab,
00:00:29.11von einem kleinen bis zu einem großen Experiment;
00:00:31.21und Daten für weitere Analysen zu exportieren.
00:00:34.12Zunächst einige Grundlagen über CellProfiler.
00:00:36.09Es wurde von einem Biologen entwickelt – das bin ich.
00:00:38.09Ich habe die erste Version vor vielen Jahren geschrieben
00:00:40.13um die Lücke zwischen den neuesten Berechnungsmethoden
00:00:42.19und den alltäglichen Biologen zu schließen.
00:00:44.08Es ist kostenlos.
00:00:45.17Und weil es Open-Source ist, können Sie Ihre eigenen Module schreiben, wenn Sie es brauchen.
00:00:48.11Es läuft auf Windows, Mac und Linux,
00:00:50.
00:00:53.22 und liest mehr als 180 Mikroskopie-Dateiformate
00:00:57.00Dank Bio-Formaten.
00:00:58.18Und nach vielen Maßstäben ist CellProfiler sehr beliebt
00:01:00.26und wird von Biologen sehr geschätzt.
00:01:03.08Der beste Ort, um mit CellProfiler zu beginnen
00:01:05.04ist es, eine Beispiel-Pipeline zu finden,
00:01:06.24entweder aus einer Arbeit, die Sie gelesen haben, in der CellProfiler verwendet wurde;
00:01:09.08aus dem Online-Frage-und-Antwort-Forum, forum.sc;
00:01:13.13oder von der Beispielseite von CellProfiler, und einige dieser Beispiele werden hier gezeigt.
00:01:18.21Sobald Sie eine Pipeline in CellProfiler geladen haben,
00:01:20.14können Sie beginnen, sie an Ihr biologisches Problem anzupassen.
00:01:24.10Das Hauptziel ist natürlich die Identifizierung und Messung
00:01:27.04einer Art von biologischen Einheiten,
00:01:28.16ob es sich um Zellen oder Kolonien oder Synapsen und so weiter handelt.
00:01:31.09Die zu treffenden Entscheidungen sind,
00:01:33.03welche Strukturen oder Regionen oder Kompartimente wollen Sie identifizieren?
00:01:36.04wie kann man sie identifizieren?
00:01:37.13und schließlich, welche Merkmale sollen gemessen werden?
00:01:39.01Und wenn Sie die Module in CellProfiler zusammenstellen,
00:01:41.03das sind die Fragen, die Sie sich stellen werden.
00:01:44.07Sie mischen diese Module und passen sie maximal an, um eine Pipeline,
00:01:47.12oder einen Arbeitsablauf zu erstellen, der Ihre Aufgabe erfüllt.
00:01:49.25Nun sind einige dieser Schritte sehr trivial,
00:01:51.13zum Beispiel die Aufteilung der Farben eines Mehrkanalbildes.
00:01:53.25Einige der Schritte haben Sie vielleicht noch nicht bedacht,
00:01:56.03aber Sie… es ist sehr wichtig, Dinge zu tun wie
00:01:58.19die Beleuchtung zu korrigieren, um die Qualität der Quantifizierung
00:02:01.12zu verbessern, die Sie von Ihren Bildern erhalten.
00:02:03.22Nachdem Sie Ihre Bilder nach Ihren Wünschen vorverarbeitet haben,
00:02:06.04können Sie Module einfügen, die Strukturen und Kompartimente von Interesse identifizieren,
00:02:08.23wie Kerne oder Zellgrenzen,
00:02:10.16wie hier gezeigt.
00:02:12.04Dies ist oft der schwierigste Teil bei der Einrichtung eines Bildanalyse-Workflows,
00:02:15.09aber es gibt eine Menge Tools und Tipps, die Ihnen…
00:02:17.
00:02:20.09Einige der Parameter, die Sie in diesem Prozess anpassen müssen
00:02:23.28umfassen Einstellungen zur Bestimmung des Vordergrunds
00:02:26.26gegenüber dem Hintergrund.
00:02:28.08So, hier ist ein Beispiel, wo es ein bisschen zu streng ist…
00:02:30.08ein bisschen zu nachsichtig, und dann ein bisschen zu streng,
00:02:31.29und schließlich genau richtig.
00:02:33.23Es gibt noch andere Einstellungen, mit denen man
00:02:36.14die richtige Aufteilung bzw. Verschmelzung für einige Objekte festlegen kann.
00:02:39.06Sie sehen also, dass hier vier Kerne
00:02:40.27angezeigt werden, die alle aneinander kleben.
00:02:42.14Wir haben die Einstellungen angepasst, bis sie richtig getrennt waren,
00:02:45.13unter Verwendung der verschiedenen Einstellungen in den Modulen.
00:02:48.24Und sobald man die Strukturen von Interesse identifiziert hat,
00:02:50.28ist es eigentlich sehr einfach, ihre Eigenschaften zu messen.
00:02:53.28 Man fügt einfach verschiedene Module für diese verschiedenen Kategorien von Metriken ein,
00:02:56.24 zu denen auch die Berechnung der Anzahl einer Sache gehört;
00:02:59.02Größen; Formen;
00:03:00.22Texturen, d.h. die Glätte eines Fluoreszenzintensitätsfärbemusters;
00:03:04.22und auch die Intensitätsmenge, die z.B. der tatsächlichen Menge eines Proteinprodukts in Ihren Bildern entsprechen kann;
00:03:10.12sowie Dinge wie räumliche Beziehungen.
00:03:13.13Nun, wenn Ihre Pipeline einmal nach Ihrem Geschmack eingerichtet ist,
00:03:15.
00:03:17.25Wenn es sich um eine kleine Anzahl von Bildern handelt,
00:03:19.19können Sie sie auf Ihrem Laptop oder Desktop laufen lassen.
00:03:21.07Wenn es sich um ein sehr großes Experiment handelt,
00:03:23.
00:03:25.10oder Sie nutzen Cloud-Ressourcen online.
00:03:27.15Und es gibt Tools, die Ihnen bei beidem helfen.
00:03:29.21Schließlich können Sie Ihre Daten mit einer beliebigen Datenanalysesoftware untersuchen.
00:03:32.18Eine Option ist CellProfiler Analyst.
00:03:36.11Es wurde entwickelt, um Ihnen zu ermöglichen, Daten aus großen Bildsätzen zu untersuchen
00:03:38.23wobei die Daten interaktiv mit den Bildern verknüpft sind.
00:03:41.16Es ermöglicht Ihnen auch, Phänotypen automatisch zu klassifizieren.
00:03:43.
00:03:45.28Erstens, die Explorationswerkzeuge.
00:03:47.23Es enthält viele Datenvisualisierungen
00:03:49.22, die man eigentlich in jeder Tabellenkalkulationssoftware sehen würde.
00:03:51.28 Der Unterschied ist, dass in CellProfiler Analyst
00:03:54.00jeder Datenpunkt mit den Bildern verknüpft ist, die diesen Datenpunkt erzeugt haben.
00:03:57.08Dadurch können Sie die Merkmale in Ihren Bildern
00:03:59.24und die erzeugten Metriken untersuchen,
00:04:01.15und versuchen herauszufinden, was…
00:04:03.02was in Ihrem Experiment vor sich geht,
00:04:04.20oder möglicherweise sogar Qualitätskontrollmaßnahmen
00:04:07.02 durchführen, um festzustellen, ob Bilder verschwommen sind,
00:04:09.00oder Sättigung oder andere Artefakte aufweisen.
00:04:12.04Und die beliebteste Funktion von CellProfiler Analyst ist der Klassifikator.
00:04:15.26Er zeigt eine Reihe von Zellen aus Ihrem Experiment
00:04:19.01– oder andere Objekte, die Sie identifiziert haben–
00:04:21.08und bittet Sie, sie
00:04:23.21nach ihrem interessierenden Phänotyp zu sortieren.
00:04:24.29Und so können Sie..
00:04:26.15 alles, was Sie tun müssen, ist, einzelne Zellen zu ziehen und abzulegen
00:04:28.11um sie als positiv und negativ für einen Phänotyp zu sortieren,
00:04:31.05oder Sie können wirklich so viele Bins haben, wie Sie wollen.
00:04:32.25Und dann, während Sie die einzelnen Zellen sortieren,
00:04:36.03lernt der Computer von Ihnen und versucht zu identifizieren,
00:04:38.
00:04:42.03Wenn man mehr und mehr Zellen sortiert,
00:04:45.02und wenn man Fehler korrigiert,
00:04:46.26wird der Klassifikator besser und besser,
00:04:48.14bis zu dem Punkt, an dem der Computer Sie bei der richtigen Antwort
00:04:52.20für eine große Anzahl von Zellen ersetzen kann.
00:04:54.10Wenn der Klassifikator einmal trainiert ist,
00:04:56.01kann man Millionen oder Milliarden von Zellen
00:04:59.13auf völlig automatisierte Weise bewerten.
00:05:00.24Mein Labor hat mit mehreren anderen auf der ganzen Welt
00:05:03.10zusammengearbeitet, um ein neues webbasiertes Tool zur Klassifizierung von Bildern
00:05:05.24zu entwickeln, das auf Deep Learning basiert.
00:05:07.16Schauen Sie also auf der Website
00:05:09.08nach, ob es einsatzbereit ist.
00:05:11.26Mehr erfahren Sie in diesen iBiology-Videos
00:05:14.18über Mikroskopie und Bildanalyse.
00:05:16.10Und ich hoffe, dass Sie die Analyse von Biobildern mit CellProfiler ausprobieren werden,
00:05:18.19und besuchen Sie das Scientific Community Image Forum, wenn Sie Hilfe für den Einstieg benötigen.