用ImageJ处理空间成像数据

作者 | 周运来

男，

一个长大了才会遇到的帅哥，

稳健，潇洒，大方，靠谱。

一段生信缘，一棵技能树。

生信技能树核心成员，单细胞天地特约撰稿人，简书创作者，单细胞数据科学家。

我们经常看到Visium 空间转录组报告中有图像数据，那么它是怎么得的呢？今天给大家演示一下用ImageJ来处理空间图像数据，尽管这只是ImageJ众多功能中的一个。

ImageJ是由 National Institutes of Health（NIH）开发的一款基于 java的图像处理软件，在科研中应用极为广泛。这款软件是开源免费的，同时前人已经开发出了许多针对不同需求的插件，可以直接安装调用。

图像切割

一般我们成像得到的是tif格式的图像，一开始的边缘或者切片并不规整，需要切割修正，如下几种情况：

处理的方法很简单：File-Open- 矩形框选择图像-Image-Type-RGB Color ,再来一次Image-Type-Crop即可。这里需要注意需要做RGB Color 。

背景校正

由于染色深浅不同，可能影响组织识别或者影响空间可视化，如组织染色太红，而很多工具绘制基因表达量是以红色为高表达，背景太红，会形成干扰。这时候可以选择对图形做背景校正，具体步骤如下：

效果如下：

处理后需要跑spaceranger需要将数据图片存储为TIFF格式，TIFF是唯一一种（除了“raw”原始格式）支持所有ImageJ的数据格式（8-bit、16-bit、32-bit 浮点型和RGB）以及唯一支持空间和密度标定数据的格式。除此以外，选区和Overlay也存储在TIFF文件的header中。

ImageJ的教程如Seurat一般丰富，ImageJ实用教程汇总中安装讲到了插件开发，可以说比官网教程还要用心了。

图像数据是空间表达数据的重要组成部分之一，好在我们在图像数据分析中已经积累了一些算法与工具。具体来看ImageJ可以做哪些工作：

• 荧光照片的合并、分割
• 比例尺的批量添加
• 图像基本信息的获取
• 图片序列转GIF和视频
• 快速区域选取
• 明场图片白平衡
• 角度测量
• 背景校正
• 自动图片拼接
• 图像标注
• 电镜上色
• 轴向光照不均校正
• 伪彩与Calibration bar的添加
• 视频剪辑与制作
• 荧光比率图的制作

这里只截取了图像基本分析，更多分析可以看官网或者教程，注意，不是说要把ImageJ的所有功能都用一遍！！！

如果你对空间表达数据感兴趣，可以看看：

纵论空间转录组前世今生 空间信息在空间转录组中的运用 应用空间统计学分析空间表达数据 Giotto||空间表达数据分析工具箱 SPOTlight||用NMF解卷积空间表达数据 空间转录组教程||stLearn ：空间轨迹推断 Seurat 新版教程：分析空间转录组数据 scanpy教程：空间转录组数据分析 10X Visium:空间转录组样本制备到数据分析 定量免疫浸润在单细胞研究中的应用

References

[1] ImageJ实用教程汇总: https://zhuanlan.zhihu.com/p/60999196 [2] https://support.10xgenomics.com/spatial-gene-expression/software/pipelines/latest/using/input-recommendations [3] https://support.10xgenomics.com/spatial-gene-expression/imaging/doc/technical-note-visium-spatial-gene-expression-imaging-guidelines [4] 科研人必备图像处理软件—ImageJ（安装篇）: https://zhuanlan.zhihu.com/p/54955448 [5] imagej 基本操作: https://blog.csdn.net/weixin_41923961/article/details/92010842