CellProfiler

00:00:15.00Hi, je suis Anne Carpenter du Broad Institute,
00:00:17.08et l’une des responsables du projet CellProfiler.
00:00:19.18Aujourd’hui, j’aimerais vous présenter CellProfiler.
00:00:22.00C’est un logiciel gratuit et open-source pour l’analyse d’images
00:00:24.18qui peut identifier et mesurer des entités biologiques et des images;
00:00:27.06traiter de grandes images à n’importe quelle échelle,
00:00:29.11d’une expérience à petite échelle à une grande;
00:00:31.21et exporter les données pour une analyse plus approfondie.
00:00:34.12Premièrement, quelques notions de base sur CellProfiler.
00:00:36.09Il a été conçu par un biologiste – c’est moi.
00:00:38.09J’ai écrit la première version il y a de nombreuses années
00:00:40.13pour combler le fossé entre les dernières méthodes de calcul
00:00:42.19et les biologistes de banc de tous les jours.
00:00:44.08Il est gratuit.
00:00:45.17Et parce qu’il est open-source, vous pouvez écrire vos propres modules si vous en avez besoin.
00:00:48.11Il fonctionne sur Windows, Mac et Linux,
00:00:50.22interfaces avec de nombreux autres logiciels d’analyse de bioimage populaires,
00:00:53.22et il lit plus de 180 formats de fichiers de microscopie
00:00:57.00grâce à Bio-Formats.
00:00:58.18Et selon de nombreuses métriques, CellProfiler est très populaire
00:01:00.26et bien aimé des biologistes.
00:01:03.08Le meilleur endroit pour commencer avec CellProfiler
00:01:05.04est de trouver un exemple de pipeline,
00:01:06.24soit à partir d’un article que vous avez lu où CellProfiler a été utilisé;
00:01:09.08du forum de questions-réponses en ligne, forum.sc;
00:01:13.13ou de la page d’exemples de CellProfiler, et certains de ces exemples sont présentés ici.
00:01:18.21Une fois que vous avez chargé un pipeline dans CellProfiler,
00:01:20.14vous pouvez commencer à l’ajuster pour le personnaliser à votre problème biologique.
00:01:24.10Le but principal, bien sûr, est d’identifier et de mesurer
00:01:27.04un certain type d’entités biologiques,
00:01:28.16qu’il s’agisse de cellules ou de colonies ou de synapses et ainsi de suite.
00:01:31.09Les décisions à prendre sont,
00:01:33.03quelles structures ou régions ou compartiments voulez-vous identifier…,
00:01:36.04comment les identifier ?
00:01:37.13et enfin, quelles caractéristiques mesurer ?
00:01:39.01Et à mesure que vous assemblez les modules dans CellProfiler,
00:01:41.03ce sont les types de questions que vous vous poserez.
00:01:44.07Vous mélangez et max… assortissez ces modules pour construire un pipeline,
00:01:47.12ou un workflow, qui accomplit votre tâche.
00:01:49.25Maintenant, certaines de ces étapes sont très triviales,
00:01:51.13par exemple, diviser les couleurs d’une image multicanal.
00:01:53.25Certaines des étapes auxquelles vous n’avez peut-être pas pensé auparavant,
00:01:56.03mais vous… il est très important de faire des choses comme
00:01:58.19corriger l’illumination afin d’améliorer la qualité de la quantification
00:02:01.12que vous obtenez de vos images.
00:02:03.22Une fois que vous avez prétraité vos images à votre goût,
00:02:06.04 vous pouvez mettre en place des modules qui identifient les structures et les compartiments d’intérêt,
00:02:08.23comme les noyaux ou les frontières des cellules,
00:02:10.16comme illustré ici.
00:02:12.04C’est souvent la partie la plus difficile de la mise en place d’un flux de travail d’analyse d’image,
00:02:15.09mais il y a beaucoup d’outils et de conseils pour vous…
00:02:17.27vous donner un coup de main là.
00:02:20.09Certains des types de paramètres que vous devrez ajuster dans ce processus
00:02:23.28incluent l’ajustement des paramètres pour déterminer le premier plan
00:02:26.26versus l’arrière-plan.
00:02:28.08Donc, voici un exemple où c’est un peu trop strin…
00:02:30.08un peu trop indulgent, puis un peu trop strict,
00:02:31.29et finalement juste ce qu’il faut.
00:02:33.23Il y a d’autres paramètres qui vous permettent
00:02:36.14de décider de la séparation appropriée par rapport à la fusion pour certains objets.
00:02:39.06Donc, vous pouvez voir qu’il y a quatre noyaux ici
00:02:40.27qui sont montrés tous collés ensemble.
00:02:42.14Nous avons ajusté les paramètres jusqu’à ce que ceux-ci soient séparés correctement,
00:02:45.13en utilisant les différents réglages dans les modules.
00:02:48.24Et une fois que vous avez identifié vos structures d’intérêt,
00:02:50.28il est en fait très simple de mesurer leurs propriétés.
00:02:53.28Il suffit d’installer différents modules pour ces différentes catégories de métriques,
00:02:56.24qui incluent la comptabilisation de la quantité d’une chose qui existe;
00:02:59.02les tailles ; les formes;
00:03:00.22textures, qui est la douceur d’un motif de coloration d’intensité fluorescente;
00:03:04.22et ainsi que la quantité d’intensité, qui peut correspondre à la quantité réelle d’un produit protéique, par exemple, dans vos images;
00:03:10.12ainsi que des choses comme les relations spatiales.
00:03:13.13Maintenant, une fois que votre pipeline est configuré à votre goût,
00:03:15.15vous pouvez l’exécuter sur de nombreuses images automatiquement.
00:03:17.25Maintenant, si c’est un petit nombre,
00:03:19.19vous pourriez l’exécuter sur votre ordinateur portable ou de bureau.
00:03:21.07S’il s’agit d’une très grande expérience,
00:03:23.01vous pourriez avoir besoin d’exécuter vos images sur un cluster de calcul
00:03:25.10ou d’utiliser des ressources cloud en ligne.
00:03:27.15Et il existe des outils pour vous aider à faire les deux.
00:03:29.21Enfin, vous pouvez explorer vos données en utilisant, vraiment,
00:03:32.18tout logiciel d’analyse de données.
00:03:34.07Une option est CellProfiler Analyst.
00:03:36.11Il est conçu pour vous permettre d’explorer les données de grands ensembles d’images
00:03:38.23où les données sont liées de manière interactive aux images.
00:03:41.16Il vous permet également de classer les phénotypes automatiquement.
00:03:43.22Regardons ces deux types de fonctionnalités.
00:03:45.28Premièrement, les outils d’exploration.
00:03:47.23Il contient de nombreuses visualisations de données
00:03:49.22que vous verriez, vraiment, dans n’importe quel logiciel de tableur.
00:03:51.28La différence est que dans CellProfiler Analyst,
00:03:54.00chaque point de données est lié aux images qui ont produit ce point de données.
00:03:57.08Cela vous permet d’explorer les caractéristiques de vos images
00:03:59.24et les métriques qui ont été produites,
00:04:01.15et d’essayer d’identifier ce qui…
00:04:03.02ce qui se passe dans votre expérience,
00:04:04.20ou potentiellement même faire quelques mesures de contrôle de qualité
00:04:07.02pour identifier s’il y a des images qui sont floues,
00:04:09.00ou qui ont une saturation ou d’autres types d’artefacts dans ces images.
00:04:12.04Et la fonctionnalité la plus populaire de CellProfiler Analyst est son classificateur.
00:04:15.26Ce qu’il fait, c’est qu’il affiche un certain nombre de cellules de votre expérience
00:04:19.01– ou d’autres objets que vous avez identifiés–
00:04:21.08et il vous demande de les trier
00:04:23.21sur la base de leur phénotype d’intérêt.
00:04:24.29Et donc vous….
00:04:26.15tout ce que vous avez à faire est juste de glisser et déposer des cellules individuelles
00:04:28.11pour les trier comme positives et négatives pour un phénotype,
00:04:31.05ou vraiment vous pouvez avoir autant de bacs que vous le souhaitez.
00:04:32.25Et alors que vous triez les cellules individuelles,
00:04:36.03l’ordinateur apprend de vous et essaie d’identifier,
00:04:38.24quelles sont les métriques des cellules qui distinguent les différents bacs ?
00:04:42.03A mesure que vous êtes à trier de plus en plus de cellules,
00:04:45.02et que vous corrigez les erreurs,
00:04:46.26le classificateur s’améliore de plus en plus,
00:04:48.14jusqu’au point où l’ordinateur peut vous remplacer pour faire la bonne réponse
00:04:52.20pour un grand nombre de cellules.
00:04:54.10Donc, une fois que le classificateur est entraîné,
00:04:56.01vous pouvez trier… vous pouvez noter des millions ou des milliards de cellules
00:04:59.13de manière complètement automatisée.
00:05:00.24Mon laboratoire a travaillé avec plusieurs autres dans le monde
00:05:03.10pour créer un nouvel outil web de classification d’images
00:05:05.24qui est alimenté par l’apprentissage profond.
00:05:07.16Donc, jetez un œil sur son site web
00:05:09.08pour voir si cela est prêt à être utilisé.
00:05:11.26Vous pouvez en apprendre davantage grâce à ces vidéos iBiology connexes
00:05:14.18sur la microscopie et l’analyse d’images.
00:05:16.10Et j’espère que vous ferez un essai d’analyse de bioimage,
00:05:18.19en utilisant CellProfiler,
00:05:20.04et dirigez-vous vers le forum d’image de la communauté scientifique en ligne si vous avez besoin d’aide pour commencer.

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