Lusca：フィジー（ImageJ）ベースの細胞および細胞内構造の自動化された形態分析のためのツール

人体は、多様な細胞内、細胞、および上細胞構造で構成されています。ニューロンは、非常に複雑な形態の発達につながるさまざまな細胞構造と相互作用するさまざまなサイズの投影を持っています。利用可能なフィジー（ImageJ）プラグインを使用してニューロンを含む複雑な生物学的形態の画像分析を強化することを目指して、高度なオープンソースツールであるLuscaが開発されました。Luscaは、強度とサイズのしきい値で画像セグメンテーションに機械学習を利用しています。粒子分析を実行して、長さ、分岐、幅を決定するためのスケルトン化に加えて、面積/量、量、強度などのパラメーターを確認します。さらに、共局在測定と組み合わせて、2Dと3D分析の両方に29の形態計測パラメーターの広範なセットを提供します。これは、5〜15のパラメーターのみを提供する他のスクリプトと比較して、大幅な強化です。その結果、ノイズと目の肥えた微妙な詳細を効果的に排除することにより、より迅速かつ正確な定量化を保証します。実行速度が3倍大きく、誤検知と負の結果が少なくなり、さまざまなパラメーターを測定する能力があり、Luscaは他の既存のオープンソースソリューションを上回ります。機械学習ベースのセグメンテーションの実装により、ミトコンドリア、繊維、容器などのさまざまな細胞タイプと生物学的構造の汎用性のある用途が促進されます。Luscaの自動化された正確な測定機能により、多様な生物学的画像分析に理想的な選択肢があります。

The human body consists of diverse subcellular, cellular and supracellular structures. Neurons possess varying-sized projections that interact with different cellular structures leading to the development of highly complex morphologies. Aiming to enhance image analysis of complex biological forms including neurons using available FIJI (ImageJ) plugins, Lusca, an advanced open-source tool, was developed. Lusca utilizes machine learning for image segmentation with intensity and size thresholds. It performs particle analysis to ascertain parameters such as area/volume, quantity, and intensity, in addition to skeletonization for determining length, branching, and width. Moreover, in conjunction with colocalization measurements, it provides an extensive set of 29 morphometric parameters for both 2D and 3D analysis. This is a significant enhancement compared to other scripts that offer only 5-15 parameters. Consequently, it ensures quicker and more precise quantification by effectively eliminating noise and discerning subtle details. With three times larger execution speed, fewer false positive and negative results, and the capacity to measure various parameters, Lusca surpasses other existing open-source solutions. Its implementation of machine learning-based segmentation facilitates versatile applications for different cell types and biological structures, including mitochondria, fibres, and vessels. Lusca's automated and precise measurement capability makes it an ideal choice for diverse biological image analyses.