2015年11月28日土曜日

第52回 ImageJによる顕微鏡画像処理 -マイクロマネージャーの紹介-で学ぶ!

この記事は参考記事を援用して、筆者の考えも交えつつ、記述しています。

lmageJ画像処理の応用分野の中でも、特に、電子顕微鏡から得られるミクロな画像の解析や処理についての定評が高いです。このようなミクロやナノテクノロジ一が発展し、バイオイメージングのみならず、精密機械による工業用のマイクロイメージングによる画像解析やリアルタイム動画像処理などの研究開発なども目覚ましい進歩を遂げています。

今回は、そのマイクロイメージングの入りロとして、ImageJによる顕微鏡画像処理について紹介します!

顕微鏡画像解析ソフトマイクロマネージャーとは


ImageJをベースに開発したオープンソースの顕微鏡画像処理ソフトウェアの中で人気があるのが、UCSF(カリフォルニア大学サンフランシスコ校)のVale研究室で開発されている「マイクロマネージャ(μManager)」です。
μManager多くのユーザに人気がある理由は、その互換性の高さです。カメラ製造会社や顕微鏡製造会社で提供されるソフトウェアは通常、種依存(ベンダー依存)があります。

同一メーカであっても、複数のソフトウェアが必要となり、さらに、使うデバイスも独立して別のソフトウェアを使用しなければならない状況が起こることもしばしばあるようですが、一方で、ようやく、オープンイノベーションも浸透しつつあり、APIなどの公開が促進しています。

顕微鏡やカメラの位置のハードウェア調整も、すべてソフトウェア上で行えるライフサイエンスにおけるイメージング業界のオープンソースソフトウェアであるμManagerは、このような時代の流れを見越した先駆的なソフトウェアです。

μManagerは、特に生命科学の研究(ライフサイエンス分野)で有効な画像収集機能および顕微鏡制御パッケージを有しており、Windows、Mac、Linuxでも動作するマルチプラットフォームのソフトウェアです。ImageJの機能を継承しているので、ユーザー自身による カスタマイズも可能で、最新かつユニークな画像処理機能が搭載されています。

ユニークな点として次のものがあります
  1. ユーザーインターフェースに依存しないハードウェアへのライティングを許可するハードウェア抽出インターフェースや、自動顕微鏡に使用されるすべてのデバイスのためのスクリプトを有していること(機種、製造会社やネイティブドライバに依存しない)。
  2. インテリジェントデータ収集機能によって、サードパーティの解析環境(Matlabなど)とのプログラマブルなインターフェースを有すること。
ソフトウェアの基盤は、C++言語で書かれた“MMCore”モジュールで、アダプターモジュールプラグインを使うことで、このモジュールの顕微鏡のカメラ、シャッター、ステージなどのさまざまなデバイスを制御および同期させることが可能です。

このMMCoreインターフェースは、C++、Java、Matlab、Pythonなどのマルチ言語でアクセスすることができます。

MMCoreを中心としたブロックダイアグラムを示します。

(https://micro-manager.org/w/images/9/9e/Block_diagram.gif)

μManagerのインストールについて


μManagerのインストールは簡単で、インストーラパッケージを以下のいずれかのWebサイトからダウンロードして、実行すればエンドユーザーのコンピュータの特定のフォルダにそれぞれのオペレーティングシステム(Windows、MacLinux)に応じたファイルがインストールされます。

本家サイト:https://micro-manager.org/wiki/Download%20Micro-Manager_Latest%20Release

名古屋大学ミラーサイト:http://elegans.bio.nagoya-u.ac.jp/~tsukada/MicroManager/downloads.html

システム詳細設定は、実際のハードウェアのセットアップに応じたファイルが自動でインストールされます。

次の図は、筆者のPC(Mac)上にインストールしたときに表示された、ImageJ Cofigurationの内容を示したメッセージ表示面です。





(起動初期画面)


同梱のImageJのアイコンのような実行ファイルを実行すると、ImageJが立ち上がった後に、プラグインとしてμManagerが起動する仕組みになっています。ImageJのメニューとμManagerは、それぞれ独自に立ち上がります。

今回は顕微鏡画像処理ソフトウェアμManagerの紹介を行いました。次回はより詳しい操作説明を行います。

参考記事:「山本修司:ImageJで学ぶ実践医用・バイオ画像処理.INNERVISION(24・11) 2009, p94-95」

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