ImageJ是一個用Java語言開發(fā)的圖像處理和分析平臺,具備多種圖像處理和分析功能, 下載地址: http: / /rsb1info1nih1gov/ ij/download /win32 / ij1332setup1exe 。該軟件是一個免費軟件,支持插件技術(shù),而且開放源代碼?；谝陨显? ImageJ在醫(yī)學(xué)影像學(xué)診斷領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛,基于該平臺的二次開發(fā)十分熱門,互聯(lián)網(wǎng)上針對該軟件的免費插件很多(下載地址: http: / / rsb1info1nih1gov/ ij/p lugins/index1html) 。筆者查閱大量文獻資料,發(fā)現(xiàn)有關(guān)ImageJ 在檢驗醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的資料非常稀少,可見大家對這一優(yōu)秀的圖像處理和分析軟件還比較陌生,下面就筆者使用該軟件的心得做一總結(jié),并著重就ImageJ 在醫(yī)學(xué)顯微圖像處理方面(血清蛋白電圖譜分析)的應(yīng)用進行探討,與同道們交流。

　　一、軟件準(zhǔn)備

　　下載并安裝ImageJ: 得益于Java 的跨平臺性優(yōu)勢,ImageJ可以運行在L inux、Mac OS和Windows等平臺上,這也是該軟件的一大優(yōu)勢,是其得以廣泛應(yīng)用的原因之一。ImageJ的運行需要JAVA運行環(huán)境(JRE11311或Java 11411SDK)的支持,從官方網(wǎng)站上下載的壓縮包中已包含JRE11311。此外, 從SUN 的官方網(wǎng)站(下載地址: http: / /java1sun1com / j2 se / )還可以免費下載各種版本的JAVA運行

　　環(huán)境。運行ImageJ 最少需要64M內(nèi)存,建議配置256M內(nèi)存,這樣在處理大幅圖像或序列圖像時就不會有停頓感。

　　二、實驗室準(zhǔn)備

　　11儀器及試劑: BS423型電泳儀(北京生化儀器廠) ;醋酸纖維薄膜(浙江黃巖四青生化材料廠) ;巴比妥2巴比妥鈉緩沖液、氨基黑10B染色液、漂洗液和透明液均按全國臨床檢驗操作規(guī)程配制; 血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)品( 40g/L, 批號:150081,中生北控生物科技股份有限公司) ;USB攝像頭(數(shù)碼相機或掃描儀成像質(zhì)量更好)和相應(yīng)驅(qū)動軟件。

　　21方法:制作電泳圖譜:電泳方法按照全國臨床檢驗操作規(guī)程[ 1 ]進行,電泳完成后以滾動方式將薄膜平貼于潔凈無劃痕的載玻片上(薄膜較多時可貼在大塊無色玻璃板上) ,將此載玻片襯以白紙置于USB攝像頭前采集圖譜(灰度圖像即可) ,存入微機備用。

　　三、實驗分析:

　　分析電泳圖譜: (1)啟動ImageJ ,打開采集的圖像。用方形圖像選擇工具在圖像上圈定一個電泳圖譜(注意要將各個條帶都全部框住) , 然后按1 鍵(相應(yīng)的菜單操作為:Analyze→Gels→Select First Lane) ,標(biāo)記和選定該電泳圖譜。如果一幅圖像上有多個電泳圖譜,將鼠標(biāo)放在該方框的中央,按住鼠標(biāo)拖動方框(注意不要改變方框大小)將其放在下一個電泳圖譜上,按2鍵(相應(yīng)的菜單操作為: Analyze→Gels→Select Next Lane) ,分別標(biāo)記和選定這些電泳圖譜。(2)所有電泳圖譜都標(biāo)記完畢后,按3鍵(相應(yīng)的菜單操作

　　為:Analyze→Gels→Plot Lanes)生成所有選定電泳圖譜的光密度分布曲線。用直線工具在每一條曲線上劃一條基線,使得曲線上的每一個波峰都能與基線圍成一個封閉區(qū)域。如果生成的曲線較多,可以用手形工具上下移動圖像執(zhí)行此操作。(3)選用魔術(shù)棒工具,在曲線上的每一個波峰的封閉區(qū)域內(nèi)單擊鼠標(biāo),程序自動計算該封閉區(qū)域的面積,一個曲線上的所有波峰的面積都計算完畢后執(zhí)行Analyze →Gels→Label Peaks,程序自動計算每一波峰的面積百分比,并標(biāo)記在曲線上。此值即為該電泳圖譜上各個條帶的含量百分比。(4)一個電泳圖譜分析完畢后,執(zhí)行Analyze→Gels→ResetCounter將計數(shù)器回零,重復(fù)第3步操作,分析下一個電泳圖譜的光密度曲線。統(tǒng)計學(xué)處理:用Excel 2000進行t檢驗。

　　四、結(jié)果分析

　　1. 蛋白含量與波峰面積的線性關(guān)系:將白蛋白標(biāo)準(zhǔn)品分別稀釋成低濃度( 011、012、013、014、015、016、017、018、019、110 g/L)和高濃度(5、10、15、20、25、30、35、40 g/L)兩個系列的應(yīng)用液,分別取3μl點在不同的醋酸纖維薄膜上,電泳、染色、脫色并透明后平貼在玻璃板上采集圖譜,用ImageJ分別分析白蛋白區(qū)帶的波峰面積,并分析蛋白含量(X)與波峰面積(Y)的直線相關(guān)性。其中,低濃度系列的直線回歸方程為Y = - 8 06816 + 539 44919X, r = 019991, P <0101;高濃度系列的直線回歸方程為Y = 17 009135 + 2970125X, r = 01980 0,P <0101。

　　21重復(fù)性: (1)軟件重復(fù)性:對同一圖譜上的同一電泳圖譜上的白蛋白條帶重復(fù)測定20次,其波峰面積( x ±s)統(tǒng)計結(jié)果為: 5266 ±0, CV = 0%。(2)系統(tǒng)重復(fù)性:重復(fù)20次,每次間隔5 min,采集同一圖譜并分別以不同圖像文件保存,對不同圖像上的白蛋白條帶進行分析,其波峰面積( x ±s)統(tǒng)計結(jié)果為34354 ±253, CV = 0174%。(3)整體重復(fù)性:隨機抽取一份血清標(biāo)本,分別取3μl點在10個醋酸纖維薄膜上,電泳、染色、脫色并透明后平貼在玻璃板上采集圖譜, 用ImageJ對10幅圖譜進行分析,其區(qū)帶的波峰面積( x ±s)統(tǒng)計結(jié)果分別為:白蛋白3469 ±33, CV = 0195%;α1 球蛋白307±12, CV = 3191%;α2 球蛋白611 ±28, CV = 4158%;β球蛋白957 ±18, CV = 1188%;γ球蛋白1496 ±17, CV = 1114%。

　　五、討論

　　以計算機技術(shù)直接分析電泳圖譜不僅是今后檢測技術(shù)的發(fā)展方向,也是現(xiàn)代化高科技檢測手段的標(biāo)志。用ImageJ分析電泳圖譜具有以下幾個方面的優(yōu)點: (1)該軟件為免費軟件,無需注冊費用,可以為用戶節(jié)約一筆開支。( 2)軟件開放源代碼,用戶如具備一定的Java編程能力,可以在此基礎(chǔ)上修改或添加某些功能模塊,以滿足本單位的特殊需求,具有極大的靈活性。(3)該軟件支持插件技術(shù),互聯(lián)網(wǎng)上有大量針對某些特殊應(yīng)用領(lǐng)域的免費插件可供下載使用,因此本軟件的功能在不斷地加強和擴充,升級潛力巨大。(4)系統(tǒng)具有良好的劑量2密度/亮度線性關(guān)系、靈敏度高、重復(fù)性好、操作簡捷、測定無損、取樣量少和電泳圖譜可長久保存等優(yōu)點。(5)圖像分析準(zhǔn)確迅速,而且可以集中分析多個電泳圖譜,可大大降低工作人員的勞動強度,提高工作效率。ImageJ 圖像處理功能十分強大,除了蛋白電泳圖譜分析功能外,對檢驗醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有用的功能還包括目標(biāo)計數(shù)和分類、目標(biāo)測量、運動軌跡捕捉和標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合與回歸方程優(yōu)選等,在細胞形態(tài)學(xué)和臨床生化檢驗中具有一定價值。當(dāng)然,該軟件也存在不足之處。表現(xiàn)在: ( 1)目前尚不支持USB設(shè)備,因此還不能直接從攝像頭獲取圖像,只能利用其他軟件先將圖像采集下來再進行分析與處理。( 2)由于Java本身對漢字支持欠佳,給軟件的漢化造成一定不便。筆者曾嘗試對軟件進行漢化,結(jié)果造成一部分菜單無法使用。(3)目前圖像分析結(jié)果尚不能直接打印輸出,但可以文件形式保存。因此可以借助其他軟件如Word預(yù)先設(shè)計成報告模板,將分析結(jié)果插入模板打印輸出。(4)曲線擬合方面支持的曲線類型僅有10種,而且不能自動進行曲線擬合,這些方面與專業(yè)的曲線擬合軟件如CurvExpert (下載地址:http: / / curveexpert1webhop1net/ )相比尚有一定差距。(5)目標(biāo)分類方面目前僅能根據(jù)大小來分,尚不能根據(jù)目標(biāo)特征進行分類。(6)重疊目標(biāo)須人工分割,否則軟件將按一個目標(biāo)對待。相信隨著軟件的不斷改進和升級,這些問題很快就會得到解決。