imagej灰度分析结果（imagej灰度分析使用步骤）

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imagej (
https://imagej.nih.gov/ij/)是美国national institutes of health (nih)开发的基于java的免费公共图像处理软件，在生物及医学图像分析中起着非常重要的作用。

imagej可在一个窗口中显示多个空间或时间相关的图像，这些图像集称为图像栈（stack），组成stack的图像称为slice。stack图像是sci论文中常用的图像类型：

今天半夏给大家分享stack图形的概念、基本操作与实际应用。

1 stack图像介绍

数字图像不仅是二维图片或具有多个通道的二维图片，stack图片具备有三个空间维度：x，y和z。

hyperstacks具有四个以上维度，例如x（长），y（宽），z（片），c（通道）和t（时间帧）。

下图为imagej官网示例stack图片t1-head.tiff，2维图像（xy视图）窗口如左侧窗口（256 x256），当前slice为129张图片的第58张。t1-head.tiff图片属性如右图所示：

共聚焦图片z-stack层扫可以得到stack或hyperstacks图片，下图为共聚焦系列图片，该图片包含红、绿两通道以及z轴25张切片：

图片属性可通过image -> properties得到：

2 如何显示stack图片中的所有切片？

make montage可以得到一个单一图片，该图片包含stack图片中的所有图像，步骤为：

image -> stacks -> make montage。make montage命令窗口可以通过columns与rows设置产生图片的布局（下图为7列3行），选择制作montage切片的范围（first slice，last slice）等：

下图是sci文章中的montage图：

反之，montage图也可以转换成stack图。方法为：

image -> stacks -> tools -> montage to stack。

3

stack图像orthogonal views（正交视图）

正交视图除显示stack图像的xy视图外，还可显示xz、yz投影图像。xz、yz投影图像显示在原始图像的旁边：

步骤为image -> stacks -> orthogonal views。鼠标点击位置为三个视图的交点，交点可在xy、xz与yz视图中显示，可以拖动鼠标来控制交点位置：

拓展：正交视图的应用

正交视图在sci论文中常用来显示三维共定位，下图层扫共聚焦图片通过正交视图可显示brdu与gad在三维空间中存在共定位：

正交视图实际上仅能提供来自不同角度的临时数据，如何得到上述sci论文中显示的图片？

以confocal-series.tif图像为例，步骤如下：

1、 imagej软件打开confocal-series.tif，image -> color -> stack to rgb将多通道图片转变为rgb图片，此时confocal-series.tif为rgb图片且包含多张切片：

2、 正交视图：image -> stacks -> orthogonal views

3、 保存xy、xz与yz视图

xz、yz视图直接通过file -> save as tiff：

xy视图保存：

xy视图保存需要将不同切片进行z方向投影，方法为image -> stacks -> z projection…

z projection功能支持6种不同的投影方式：

average intensity，均值投影，每个图像的像素是stack图像中所有图像在相应位置像素的均值。

max/min intensity，最大/最小投影，图像中每个像素是stack图像中相同位置所有图像中的最大/最小值。

sum slices，stack图像的总和。

standard deviation，所有切片的标准差。

median，中值投影输出的图像，图像中每个像素是stack图像中在相应位置像素的中值。

在此我们选择max intensity，得到xy视图：

file -> save as tiff即可。

4、打开photoshop（ps），打开保存好的xy、xz与yz视图：

使用直线工具在各视图中画直线：

得到sci文献中三维共定位正交视图：

拓展：

z projection可将共聚焦层扫图片进行最大密度投影得到清晰的图像，例如具备突起的细胞。左侧为stack图片，右侧为经过z projection最大密度投影的图片，最大密度投影的图片可以完整的显示星形胶质细胞的突起：

4 stack图像3d投影

3d投影是用来创建一个沿着（x、y或z轴）旋转的投影，该投影具有三维效果。

步骤为：image -> stacks -> 3d projection…

file -> save as gif可以创建3d效果的动图，sci论文中可以用这种方法来显示三维动态效果：

5 stack图像绘制z轴剖面图

z轴剖面图可以获得选择roi（感兴趣区）的平均灰度值，方法为：

image -> stacks -> plot z-axis profile…

使用矩形、椭圆、不规则或*形状工具在confocal-series.tif中绘制roi：

点击plot z-axis profile 获得结果live即可得到实时roi对应的z轴剖面图：

应用实例：

分析时间序列图像。下图是elife（if=7.616）中记录时间依赖的钙成像，横坐标是时间纵坐标是钙信号，反映的是不同时间点钙信号的动态变化：

步骤：

1、 imagej打开时间序列stack图像，z轴为时间：

2、 添加感兴趣的roi，image -> stacks -> plot z-axis profile…即可得到roi荧光强度随时间的变化：

点击list得到roi荧光强度随时间的变化的数值，保存数据可进行重新绘图：

今天给大家分享了imagej分析stack图像的基本操作及其实际应用，希望对大家有所帮助！