細胞のトラッキングについて

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河村峻太郎

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Jun 30, 2023, 10:27:52 AM6/30/23
to ImageJ-jp
皆様

お世話になっております。生体内イメージングデータを用いた細胞のトラッキングについての相談です。
一つの視野で10~50個ほど細胞が存在する動画において、二値化・トラッキングを行った後に、動き・形態に関するパラメータを網羅的（50~80個）ほど抽出するシステムを開発しております。

現状、CellProfilerを使って上記の画像処理を行っているのですが、フレームレートが遅い（約3sec/frame）データを扱っているため、動きの速い細胞だとトラッキングをミスしてしまう課題に直面しています。

トラッキングに詳しい方がいたら、相談させていただけると嬉しいです。
よろしくお願い致します。

Kota Miura

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Jun 30, 2023, 2:10:54 PM6/30/23
to ImageJ-jp
河村さん

フレームレートを上げられないという状況だとしたらなかなか難しいですね。
いくつか質問ですが、
  • 取得したいパラメータから考えて、トラッキングはいくつの時点のトラックを得る必要がありますか。最短では2時点で必要なパラメータを取得すればよい、というケースもあります。
  • トラッキングが途絶するケースは何％ぐらいでしょうか。その場合、何時点ぐらいはうまくトラックできますか。
視野に細胞が10個という低密度の状態でも、もし、ほぼある時点から次の時点につなぐことが不可能なようでしたら、画像解析で解決するのは困難で、フレームレートを上げる工夫に注力したほうが、のちのちのことを考えれば回り道にはならないと思います。低解像度にしてみる、というのも一つの工夫になります。

三浦

YukiTsukada

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Jul 1, 2023, 5:48:55 AM7/1/23
to imag...@googlegroups.com

トラッキングはよくやっていますが、
知りたいこと、取れる画像の質などによって解決方法が大きく変わります。
三浦さんが指摘しているように、そもそも画像取得を改善しないと解決しないことも多いですし、
どれくらいコストをかけるかによっても選択肢が変わります。

ご質問の粒度的に、共同研究ベースの解決になるのかな、と想像しますが、もし画像解析に長けたお知り合いがいなければ、
支援プラットフォームもあるのでご検討されるのも選択肢かと思います。
https://www.nibb.ac.jp/abis/
ご参考まで

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塚田　祐基

慶應義塾大学　理工学部　生命情報学科
理工学研究科　基礎理工学専攻　生命システム情報専修
舟橋研究室
〒223-8522
神奈川県横浜市港北区日吉3-14-1
電話: 045-566-1625
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河村峻太郎

unread,
Jul 2, 2023, 6:37:32 AM7/2/23
to Kota Miura, ImageJ-jp
三浦先生

ご返信いただきましてありがとうございます。使用している共焦点顕微鏡のスキャナがガルバノに限られているのがネックになっており、なかなかフレームレートを上げられないという現状があります。
以下、ご質問に対する返答となります。

・必要なタイムポイント数は細かく検証できていませんが、最低10ポイント必要かと考えてパラメータ取得しています。パラメータには細胞の軌跡の直線率が含まれていたり、サイズや形状の変化率（複数タイムポイントにおける標準偏差）に着目しているためです。（撮影している動画は約90ポイントとなります。）

・目で動きを追える細胞の大体50%が、5時点を過ぎたあたりでうまくトラッキングできなくなると思います。

視野に細胞が10個という低密度の状態でも、もし、ほぼある時点から次の時点につなぐことが不可能なようでしたら、画像解析で解決するのは困難で、フレームレートを上げる工夫に注力したほうが、のちのちのことを考えれば回り道にはならないと思います。低解像度にしてみる、というのも一つの工夫になります。

なるほど、そうなのですね、、、。大変参考になります。ちなみに、こちらは私の共同研究で画像解析専門のある研究室に依頼している内容なのですが、深層学習でもフレームレートは同様に重大な問題になるでしょうか。

抽象的な質問・相談になっていて申し訳ありませんが、可能な範囲で教えていただけますと嬉しいです。




2023年7月1日(土) 3:10 Kota Miura <kota...@gmail.com>:
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河村峻太郎

河村峻太郎

unread,
Jul 2, 2023, 6:44:09 AM7/2/23
to YukiTsukada, imag...@googlegroups.com
塚田先生

こちらご返信いただき、ありがとうございます。

おっしゃる通り、こちらはすでに共同研究で進めようとしている内容であり、深層学習を用いた医療画像の3D再構築を得意とするある研究室に依頼しているものです。その中で、諸々の事情でトラッキングタスクがあまり進んでいなかったため、そもそも何がハードルとなりうるのかを知りたく、こちらに相談させていただいた次第です。なかなかメールだと要件が伝えづらくなってしまっており、申し訳ありません。

支援プラットフォームのことは知りませんでした。参考にさせていただきます。

2023年7月1日(土) 18:48 YukiTsukada <tsukada...@f.mail.nagoya-u.ac.jp>:
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河村峻太郎
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