napari-metroid

此napari插件是metroid的改编。它在荧光视频中的细胞上创建几个相似区域的区域兴趣点（2D+时间）。然后，它获取随时间变化的ROI均值并执行信号去噪：通过盲源分离（带有或没有小波滤波）修复光漂白并分离信号与噪声。

此napari插件是用Cookiecutter和@napari的cookiecutter-napari-plugin模板生成的。

一张图片（以简明扼要的方式表达）

以下是Metroid软件的图文摘要。此napari插件的工作方式非常相似。

目录

• 快速入门
• 安装
• 使用
  • 打开样本数据
  • 打开插件主界面
  • 自动生成细胞掩码
  • 将掩码分割成ROI
  • 获取随时间变化的ROI均值
  • 去除光漂白
  • 过滤信号
  • 保存输出
• 贡献者
• 引用napari-metroid
• 许可证
• 问题

快速入门

以下是对使用napari-metroid的完整演示。它展示了以下内容

• 打开样本数据；
• 创建细胞掩码；
• 将掩码分割成相似面积的感兴趣区域（ROI）；
• 获取ROI随时间的信号并绘制两个；
• 去除光漂白；
• 去除噪声
  • 使用独立成分分析（ICA）将ROI信号分解成独立成分；
  • 绘制4个成分；
  • 手动选择感兴趣的成分（源）；
  • 使用所选源进行逆变换；

安装

下载并安装Anaconda或Miniconda。

创建一个新的conda环境

conda create -n metroid-env python=3.8

安装napari，例如通过pip

pip install "napari[all]"

通过pip安装napari-metroid

pip install napari-metroid

要安装最新开发版本

pip install git+https://github.com/zoccoler/napari-metroid.git

使用

打开样本数据

此插件附带两个示例视频

• Cell1视频动作电位：将大鼠分离的心肌细胞标记为膜电位染料，并在其上施加外部电场脉冲的2D + 时间荧光视频。
• Cell1视频电穿孔：同一细胞，但受到强烈外部电场脉冲的作用。

您可以在“文件 -> 打开样本 -> napari-metroid”下打开它们，如下所示。这两个视频都来自metroid主仓库。有关实验条件的更多信息，请参阅原始出版物。

打开插件主界面

自动生成细胞掩码

Metroid可以通过图像累积求和直到任何像素饱和自动生成细胞的二值掩码。然后它应用Otsu阈值并去除小物体。

将掩码分割成ROI

默认情况下，细胞掩码以双层方式分割成32个感兴趣区域（ROI）：一个ROI的外层和一个内层。该方法仅基于细胞掩码的形状，主要标准是ROI必须具有相似的区域。每层的ROI数量可以编辑。

获取随时间变化的ROI均值

“获取信号”按钮用于收集每个ROI随时间的平均荧光并启用绘图。在那里，您可以提供帧率，以便时间轴正确显示。双击ROI以绘制其信号。按住“ALT”键可以一起绘制多个信号。

去除光漂白

Metroid通过在缺乏细胞信号（可以是动作电位或电穿孔信号）的时间段进行曲线拟合来去除光漂白。这就是为什么“瞬态”参数很重要的原因。动作电位是瞬态信号，而电穿孔（至少在本实验期间）不是，算法必须知道这一点才能正确去除趋势。

过滤信号

细胞信号通过分离PCA或ICA（加上可选的小波滤波）的信号成分进行过滤。然后它选择一个（或多个）成分，并仅使用所选成分应用逆变换。Metroid可以根据信号功率的估计自动执行此组件/源选择。相反，我们下面展示了手动选择程序，其中绘制了4个成分，用户从中选择一个。

保存输出

原始、校正和过滤信号以及时间和成分都按每个时间点的值排列在表中。该表在每次点击“运行”按钮后显示为小部件。还提供了每个标签/ROI的估计信号噪声比（SNR）（在这种情况下，每行对应于一个ROI，而不是时间点）。用户可以通过点击“复制到剪贴板”或“另存为csv...”按钮保存这些数据。

贡献者

欢迎贡献。可以使用 tox 运行测试，请在提交拉取请求前确保覆盖率至少保持不变。

引用napari-metroid

如果您在研究中使用了此插件，请友好地引用以下原始论文

Zoccoler, M., de Oliveira, P.X. METROID：在低信噪比下对亚细胞荧光事件进行稳健量化的自动化方法。BMC生物信息学 21, 332 (2020)。 https://doi.org/10.1186/s12859-020-03661-9

许可证

在 BSD-3 许可证的条款下分发，“napari-metroid” 是免费且开源的软件

问题

如果您遇到任何问题，请附上详细描述 提交问题。