ImageJ是一個(gè)用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的圖像處理和分析平臺(tái),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(gè)免費(fèi)軟件,支持插件技術(shù),而且開(kāi)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(tái)的二次開(kāi)發(fā)十分熱門,互聯(lián)網(wǎng)上針對(duì)該軟件的免費(fèi)插件很多(下載地址: http: / / rsb1info1nih1gov/ ij/p lugins/index1html) 。筆者查閱大量文獻(xiàn)資料,發(fā)現(xiàn)有關(guān)ImageJ 在檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的資料非常稀少,可見(jiàn)大家對(duì)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(jìn)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(tái)性優(yōu)勢(shì),ImageJ可以運(yùn)行在L inux、Mac OS和Windows等平臺(tái)上,這也是該軟件的一大優(yōu)勢(shì),是其得以廣泛應(yīng)用的原因之一。ImageJ的運(yùn)行需要JAVA運(yùn)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(fèi)下載各種版本的JAVA運(yùn)行

　　環(huán)境。運(yùn)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(shí)就不會(huì)有停頓感。

　　二、實(shí)驗(yàn)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(guó)臨床檢驗(yàn)操作規(guī)程配制; 血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)品( 40g/L, 批號(hào):150081,中生北控生物科技股份有限公司) ;USB攝像頭(數(shù)碼相機(jī)或掃描儀成像質(zhì)量更好)和相應(yīng)驅(qū)動(dòng)軟件。

　　21方法:制作電泳圖譜:電泳方法按照全國(guó)臨床檢驗(yàn)操作規(guī)程[ 1 ]進(jìn)行,電泳完成后以滾動(dòng)方式將薄膜平貼于潔凈無(wú)劃痕的載玻片上(薄膜較多時(shí)可貼在大塊無(wú)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(jī)備用。

　　三、實(shí)驗(yàn)分析:

　　分析電泳圖譜: (1)啟動(dòng)ImageJ ,打開(kāi)采集的圖像。用方形圖像選擇工具在圖像上圈定一個(gè)電泳圖譜(注意要將各個(gè)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(gè)電泳圖譜,將鼠標(biāo)放在該方框的中央,按住鼠標(biāo)拖動(dòng)方框(注意不要改變方框大小)將其放在下一個(gè)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(gè)波峰都能與基線圍成一個(gè)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(dòng)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(gè)波峰的封閉區(qū)域內(nèi)單擊鼠標(biāo),程序自動(dòng)計(jì)算該封閉區(qū)域的面積,一個(gè)曲線上的所有波峰的面積都計(jì)算完畢后執(zhí)行Analyze →Gels→Label Peaks,程序自動(dòng)計(jì)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(gè)條帶的含量百分比。(4)一個(gè)電泳圖譜分析完畢后,執(zhí)行Analyze→Gels→ResetCounter將計(jì)數(shù)器回零,重復(fù)第3步操作,分析下一個(gè)電泳圖譜的光密度曲線。統(tǒng)計(jì)學(xué)處理:用Excel 2000進(jìn)行t檢驗(yàn)。

　　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(gè)系列的應(yīng)用液,分別取3μl點(diǎn)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(duì)同一圖譜上的同一電泳圖譜上的白蛋白條帶重復(fù)測(cè)定20次,其波峰面積( x ±s)統(tǒng)計(jì)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(duì)不同圖像上的白蛋白條帶進(jìn)行分析,其波峰面積( x ±s)統(tǒng)計(jì)結(jié)果為34354 ±253, CV = 0174%。(3)整體重復(fù)性:隨機(jī)抽取一份血清標(biāo)本,分別取3μl點(diǎn)在10個(gè)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(duì)10幅圖譜進(jìn)行分析,其區(qū)帶的波峰面積( x ±s)統(tǒng)計(jì)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(jì)算機(jī)技術(shù)直接分析電泳圖譜不僅是今后檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向,也是現(xiàn)代化高科技檢測(cè)手段的標(biāo)志。用ImageJ分析電泳圖譜具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn): (1)該軟件為免費(fèi)軟件,無(wú)需注冊(cè)費(fèi)用,可以為用戶節(jié)約一筆開(kāi)支。( 2)軟件開(kāi)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(duì)某些特殊應(yīng)用領(lǐng)域的免費(fèi)插件可供下載使用,因此本軟件的功能在不斷地加強(qiáng)和擴(kuò)充,升級(jí)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(jiǎn)捷、測(cè)定無(wú)損、取樣量少和電泳圖譜可長(zhǎng)久保存等優(yōu)點(diǎn)。(5)圖像分析準(zhǔn)確迅速,而且可以集中分析多個(gè)電泳圖譜,可大大降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高工作效率。ImageJ 圖像處理功能十分強(qiáng)大,除了蛋白電泳圖譜分析功能外,對(duì)檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有用的功能還包括目標(biāo)計(jì)數(shù)和分類、目標(biāo)測(cè)量、運(yùn)動(dòng)軌跡捕捉和標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合與回歸方程優(yōu)選等,在細(xì)胞形態(tài)學(xué)和臨床生化檢驗(yàn)中具有一定價(jià)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(lái)再進(jìn)行分析與處理。( 2)由于Java本身對(duì)漢字支持欠佳,給軟件的漢化造成一定不便。筆者曾嘗試對(duì)軟件進(jìn)行漢化,結(jié)果造成一部分菜單無(wú)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(jì)成報(bào)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(dòng)進(jìn)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(lái)分,尚不能根據(jù)目標(biāo)特征進(jìn)行分類。(6)重疊目標(biāo)須人工分割,否則軟件將按一個(gè)目標(biāo)對(duì)待。相信隨著軟件的不斷改進(jìn)和升級(jí),這些問(wèn)題很快就會(huì)得到解決。