细胞计数

如何在显微镜图像中计数细胞和细胞核

您可以使用 Fiji(ImageJ)、QuPath 和 CellProfiler 等免费工具计数细胞核和细胞,也可以在 Windows 和 Mac 上用 SlideScope 免配置直接计数。哪种方式合适,取决于目标物体的密集程度、图像数量,以及您是否愿意编写代码。下文先介绍所有可选方式,再给出在 ImageJ 和 SlideScope 中的具体步骤。

ImageJ, QuPath, CellProfiler, SlideScopeCZI, ND2, SVS, TIFF在您自己的电脑上运行

计数细胞和细胞核的方法

工具费用平台最适合
Fiji / ImageJ免费,开源Windows, macOS, Linux单张图像和简单背景;Analyze Particles,批处理可用宏
QuPath免费,开源Windows, macOS, Linux全切片图像、IHC 阳性细胞计数、脚本化项目
CellProfiler免费,开源Windows, macOS针对大型图像集的可重复流程
Cellpose 或 StarDist免费,开源Python;提供 Fiji、QuPath 和 napari 插件密集或形状不规则的细胞核和细胞(深度学习)
SlideScope付费;对您自己的图像计数需要订阅Windows 10/11, macOS 14+使用 InstanSeg 或阈值进行免代码计数,校准密度,CSV 导出,文件夹批处理

对于密集的视野,深度学习模型分离相互接触的细胞核的效果远好于阈值分割。请检查您所用预训练模型的许可证:有些仅限非商业用途。

如何在 ImageJ(Fiji)中计数细胞核

  1. 在 Fiji 中打开图像(CZI、ND2 和大多数显微镜格式可通过 Bio-Formats 打开)。在 Image › Properties 中检查比例,确保尺寸以 µm 为单位输出。
  2. 只保留细胞核通道(例如 DAPI):使用 Image › Color › Split Channels;如果是单通道图像,则使用 Image › Type › 8-bit。
  3. 使用 Process › Filters › Gaussian Blur(sigma 1-2)轻度平滑以降低噪声。
  4. 使用 Image › Adjust › Threshold 进行阈值分割(可尝试 Otsu 或 Default),然后点击 Apply 生成二值掩膜。
  5. 使用 Process › Binary › Watershed 分离相互接触的细胞核。
  6. 运行 Analyze › Analyze Particles,设置可排除碎片的尺寸范围,勾选 Summarize 和 Display results。Summary 窗口显示计数结果;Results 表列出每个物体的面积。

如有大量图像,可用 Plugins › Macros › Record 录制这些步骤,再对整个文件夹运行该宏。对于阳性细胞,测量每个细胞核在标记物通道中的强度并设定阈值。

如何在 SlideScope 中计数细胞核和细胞(无需代码)

  1. 在 Windows 或 Mac 上用 SlideScope 打开图像,并选择要计数的视野、平面或区域。大型平面会以降低的分辨率进行分析,因此对于十亿像素级切片,请选择一个区域进行计数。
  2. 选择细胞核、细胞或颗粒,并选择引擎:用于细胞核和细胞的 InstanSeg 深度学习权重,或带 Otsu 自动选择、平滑和面积限制的经典阈值方法。
  3. 检查叠加显示,并排除分割错误的物体。
  4. 导出 CSV 物体表、GeoJSON 轮廓(可在 QuPath 中打开)、带标签的掩膜 TIFF 和方法摘要,或者将设置保存为配方,并对文件夹中每幅图像的第一个平面运行。

结果包括计数、密度(只要记录了像素尺寸即以每 mm² 计)、每个物体的面积和形状、每个通道的平均强度,以及可选的基于一个或两个标记物通道的标记物阳性分类。分割在您自己的电脑上运行,不会上传任何内容。详见计数页面。

如何选择

如果只有少量干净的荧光图像,Fiji 免费,上述步骤只需几分钟。对于全切片图像或 IHC 阳性细胞评分,QuPath 是标准的免费选择。对于固定流程中的数千幅图像,选择 CellProfiler。如果您希望在一个桌面应用中完成计数、测量和查看,无需配置或脚本,支持 CZI、ND2、SVS、LIF 等格式,并将图像保留在您自己的电脑上,请选择 SlideScope。如需更完整的列表,请参阅显微镜图像分析软件对比。

细胞计数常见问题

如何在 ImageJ 中计数细胞?

在 Fiji 中打开图像,只保留细胞核或细胞通道,轻度平滑(Process › Filters › Gaussian Blur),进行阈值分割(Image › Adjust › Threshold,然后点击 Apply),用 Process › Binary › Watershed 分离相互接触的物体,然后运行 Analyze › Analyze Particles,设置尺寸范围并勾选 Summarize。摘要行即为计数结果。

ImageJ 能自动计数细胞吗?

可以,前提是物体彼此分离良好且背景干净:阈值分割加 Analyze Particles 即可自动计数,宏可以对整个文件夹重复执行。密集或相互接触的细胞核需要 watershed 步骤,或使用 StarDist、Cellpose 等深度学习模型。

如何在 IHC 或荧光图像中计数阳性细胞?

先检测所有细胞核,再根据标记物通道或染色的强度对每个细胞核进行分类。QuPath 在明场 DAB 图像上用 Positive cell detection 完成这一步;SlideScope 根据一个或两个标记物通道将物体分类为标记物阳性。

不写代码能计数细胞吗?

可以。Fiji、QuPath 和 CellProfiler 都可以通过菜单操作,SlideScope 则可以在一个面板中计数细胞核和细胞,无需脚本或插件。只有定制流程才需要代码。

SlideScope 免费吗?

SlideScope 是一款付费应用,附带免费示例库(包含所有工具);打开您自己的图像需要订阅,$35/月起。

免费探索内置示例库,可使用所有工具。打开您自己的图像需要订阅:$35/月,订阅时扣费(PayPal 或银行卡),可随时在账户中取消。也可选择按年付费,$349.99/年,相当于约免费两个月。

SlideScope 计数时会上传我的图像吗?

不会。分割和测量都在您自己的电脑上运行。唯一需要下载的是模型权重,SlideScope 会在加载前根据其 SHA-256 摘要进行校验。

在您自己的图像上计数

先在内置示例上免费试用计数功能,订阅后即可对您自己的图像计数。已经决定了?立即订阅。

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