細胞計數

如何在顯微影像中計數細胞與細胞核

您可以使用 Fiji(ImageJ)、QuPath 與 CellProfiler 等免費工具計數細胞核與細胞,也可以在 Windows 與 Mac 上的 SlideScope 中免設定直接計數。哪一種適合您,取決於物件有多密集、影像有多少,以及您是否願意撰寫程式碼。以下先介紹每一種選擇,再說明在 ImageJ 與 SlideScope 中的確切步驟。

ImageJ, QuPath, CellProfiler, SlideScopeCZI, ND2, SVS, TIFF在您自己的電腦上執行

計數細胞與細胞核的方法

工具費用平台最適合
Fiji / ImageJ免費、開源Windows, macOS, Linux單張影像與單純背景;Analyze Particles,批次處理可用巨集
QuPath免費、開源Windows, macOS, Linux全玻片影像、IHC 陽性細胞計數、腳本化專案
CellProfiler免費、開源Windows, macOS針對大量影像集的可重現流程
Cellpose 或 StarDist免費、開源Python;提供 Fiji、QuPath 與 napari 外掛程式密集或不規則的細胞核與細胞(深度學習)
SlideScope付費;計數您自己的影像需要訂閱Windows 10/11, macOS 14+以 InstanSeg 或閾值免寫程式碼計數、校正後的密度、CSV 匯出、資料夾批次處理

在密集的視野中,深度學習模型分開相互接觸的細胞核的效果遠勝於閾值。請確認您所使用的任何預訓練模型的授權條款:有些僅限非商業用途。

如何在 ImageJ(Fiji)中計數細胞核

  1. 在 Fiji 中開啟影像(CZI、ND2 與大多數顯微鏡格式可透過 Bio-Formats 開啟)。在 Image › Properties 中檢查比例,讓尺寸以 µm 呈現。
  2. 只保留細胞核通道(例如 DAPI):使用 Image › Color › Split Channels;若為單通道影像,則使用 Image › Type › 8-bit。
  3. 以 Process › Filters › Gaussian Blur(sigma 1-2)輕度平滑以降低雜訊。
  4. 以 Image › Adjust › Threshold 設定閾值(可試試 Otsu 或 Default),再按 Apply 產生二值遮罩。
  5. 以 Process › Binary › Watershed 分開相互接觸的細胞核。
  6. 執行 Analyze › Analyze Particles,設定可排除碎屑的大小範圍,並勾選 Summarize 與 Display results。Summary 視窗會顯示計數;Results 表格則列出每個物件的面積。

若有許多影像,請以 Plugins › Macros › Record 錄製這些步驟,再對整個資料夾執行該巨集。若要計數陽性細胞,請量測每個細胞核在標記通道中的強度,並設定判定閾值。

如何在 SlideScope 中計數細胞核與細胞(免寫程式碼)

  1. 在 Windows 或 Mac 上以 SlideScope 開啟影像,並選擇要計數的視野、平面或區域。大型平面會以降低的解析度分析,因此對於十億像素等級的玻片,請計數其中一個區域。
  2. 選擇細胞核、細胞或顆粒,以及運算引擎:用於細胞核與細胞的 InstanSeg 深度學習權重,或是具備 Otsu 自動選擇、平滑與面積限制的傳統閾值法。
  3. 檢查疊加圖層,並排除任何分割錯誤的物件。
  4. 匯出 CSV 物件表、GeoJSON 輪廓(可在 QuPath 中開啟)、標籤遮罩 TIFF 與方法摘要,或將設定儲存為配方,並套用到資料夾中每張影像的第一個平面。

結果包括計數、記錄了像素尺寸時的每 mm² 密度、每個物件的面積與形狀、每個通道的平均強度,以及可選的依據一或兩個標記通道進行的標記陽性分類。分割在您自己的電腦上執行,不會上傳任何內容。詳見計數頁面。

該選哪一個

若只有少數幾張乾淨的螢光影像,Fiji 免費,上述步驟只需幾分鐘。若是全玻片影像或 IHC 陽性細胞評分,QuPath 是標準的免費選擇。若要以固定流程處理數千張影像,請用 CellProfiler。如果您希望在單一桌面應用程式中完成計數、量測與檢視,無需設定或腳本,支援 CZI、ND2、SVS、LIF 等格式,並讓影像保留在您自己的電腦上,請選擇 SlideScope。更完整的清單請參閱顯微影像分析軟體比較。

細胞計數常見問題

如何在 ImageJ 中計數細胞?

在 Fiji 中開啟影像,只保留細胞核或細胞通道,輕度平滑(Process › Filters › Gaussian Blur),設定閾值(Image › Adjust › Threshold,再按 Apply),以 Process › Binary › Watershed 分開相互接觸的物件,然後執行 Analyze › Analyze Particles,設定大小範圍並勾選 Summarize。摘要列中的數字就是計數結果。

ImageJ 可以自動計數細胞嗎?

可以,前提是物件彼此分離良好且背景乾淨:閾值加上 Analyze Particles 即可自動計數,巨集則可對整個資料夾重複執行。密集或相互接觸的細胞核則需要 watershed 步驟,或 StarDist、Cellpose 之類的深度學習模型。

如何在 IHC 或螢光影像中計數陽性細胞?

先偵測每一個細胞核,再依標記通道或染色的強度為每個細胞核分類。QuPath 以 Positive cell detection 處理明視野 DAB 影像;SlideScope 則依據一或兩個標記通道將物件分類為標記陽性。

可以不寫程式碼就計數細胞嗎?

可以。Fiji、QuPath 與 CellProfiler 都能透過選單操作,SlideScope 則可從面板計數細胞核與細胞,無需腳本或外掛程式。只有自訂的處理流程才需要程式碼。

SlideScope 是免費的嗎?

SlideScope 是一款付費應用程式,附有免費範例庫(所有工具皆可使用);開啟您自己的影像需要訂閱,每月 $35 起。

免費探索內建範例庫,所有工具皆可使用。開啟您自己的影像需要訂閱:每月 $35,訂閱時即收費(PayPal 或信用卡),並可隨時在帳戶中取消。另提供年繳方案,每年 $349.99,約等於免費兩個月。

SlideScope 會上傳我的影像來計數嗎?

不會。分割與量測都在您自己的電腦上執行。唯一需要下載的是模型權重,SlideScope 在載入前會以其 SHA-256 摘要值進行驗證。

在您自己的影像上計數

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