Huygens Object Stabilizer

サンプルの動きと 3D のずれを測定して補正

Huygens Object Stabilizer は、例えば、ステージのドリフトか、振動、または単に細胞か、生物の運動性によって引き起こされるあらゆるタイプの望ましくないサンプルの動きを測定して補正できます。 Huygens Object Stabilizer は、2D および 3D のタイムシリーズ、xyz での動き、軸方向の回転および 3D スタック内の断面の不整合を安定させることができます。測定とその後の安定化の両方は、3D およびサブピクセルレベルで行われます。対象物の安定化は、 Huygens Workflow Processor か、または Huygens Remote Manager / Core を使用して、画像のバッチ処理に適用できます。.

対象物の安定化は、STED データをデコンボリューション処理するための重要なステップであるため、このオプションは、STED（3D）デコンボリューションオプションに統合されています。

（3D）タイムシリーズの安定化

3D スタックの断面の整列

STED の熱ドリフトの補正

シート光画像の傾きや歪を補正

Stabilized

Not Stabilized

画像取得時の持続的なドリフトとステージバンプは、赤色のリソソーム／エンドソームの追跡を複雑にします（左図）。両方の問題は、Huygens Object Stabilizer（右図）で補正されました。このマウス胚性線維芽細胞（MEF）の広視野タイムシリーズは、米国、 Rutgers University の Fumio Matsumura 教授のご好意によるものです。

使いやすいウィザード

ウィザードは、最適な安定化方法、回転運動の補正、測定された変位を示すグラフ、および高度なトリミングツールを提供します。

万能ツールボックス

画像取得時のステージのドリフトと動きおよび／または生きている対象物の自然であるが望ましくない動きを補正するための多用途のツールボックス。

Z スタックとタイムシリーズ

Z スタック断面間の不整合とタイムシリーズ間の移動を補正します。

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ユーザーの声

Huygens Object Stabilizer は、あらゆる種類のドリフトを補正するために非常に優れた仕事をしています。 米国、NIAID-NIH の Biological Imaging Section のスタッフ科学者 Juraj Kabat 博士と Olena Kamenyeva 博士。

これらのスタックは、収集するのにある程度の時間が必要であり、多くの場合、水平方向のドリフトがあります。 Object Stabilizer は、私たちが行っていることのゲームチェンジャーのようです。 米国、University of Kentucky、Department of Physiology の Gregory I. Frolenkov 教授。

3D タイムシリーズの安定化

3D タイムシリーズが最初にデコンボリューション処理された場合、時間の経過に伴う安定化が最も効果的に機能します。デコンボリューションにより、解像度が向上し、ノイズが減少し、コントラストが向上するため、動きの解析がより正確になります。タイムシリーズでの安定化とは、時間の経過とともに移動する個々の対象物ではなく、画像全体を指します。時間の経過に伴う個々の対象物の自然な動きの追跡の解析に関心がある場合は、Huygens Object Tracker オプションを参照してください。

タイムシリーズには、次の 4 つの安定化方法が利用できます：

Cross correlation。これは、「オールラウンドな方法」と見なすことができます。 x-y-z 平行移動と軸回転の両方を補正できます。隣接するタイムフレームを比較して、構造の重なりを最大化することにより、最適な配置を見つけます。
Model-based correlation。画像取得時に、画像化された対象物の形状があまり変化しなかった場合、対象物のモデルを使用してタイムシリーズを安定化させることができます。スタビライザーは、モデルを自動的に作成します。
Multi object tracking。画像に明確に定義された対象物、つまり、核か、または小さな粒子が含まれている場合、対象物追跡を使用して画像を安定化させることができます。対象物は、時間の経過とともに追跡され、それらの平均的な動きが安定化するために使用されます。
Center of mass alignment。この方法は、画像に単一の大きな対象物が含まれている場合に、最適に機能します。対象物が画像の境界を越えてはならず、対象物とバックグラウンドのコントラストが高くなければなりません。

画像は、蛍光 H2B 核タンパク質で染色されたアポトーシス細胞の 4 つのタイムフレームの合計を示しています。断面間の時間間隔は、 300 秒です。チェコ共和国、Masaryk University の M. Varecha 氏および M. Kozubek 氏より提供。

3D スタックでの断面の配置

例えば、温度変化による Z ステッパーの位置が変化するなどの理由で、Z スタックが隣接する断面間の不整合に悩まされている場合は、デコンボリューションの前に 3D アライメントを適用できます。 Object Stabilizer は、空間的な配置を補正することにより、3D スタックのデコンボリューションを改善します。タイムシリーズを安定化する場合、安定化が向上するため、最初にデコンボリューションを適用することをお勧めします。

位置ずれした z スタックの x-z ビュー（左図）と Huygens Object Stabilizer で位置合わせの結果（右図）。赤色のボックスは、ミスアライメントが特に明らかな領域を強調しています。この 3D 画像の追加の色移動は、 Huygens Chromatic Aberration Corrector オプションを使用して補正できます。

STED 熱ドリフト補正

STED 画像は、通常、軸方向（z）よりも水平方向（x および y）の方がはるかに高い解像度を持っています。対応する PSF は、3D スタックの複数の断面を貫通する鉛筆のような形状になります。水平方向と軸方向の解像度の比率が高いため、3D 画像取得時のステージ移動か、または熱ドリフトは、断面間の重大な不整合を引き起こします。この不整合は、デコンボリューションとその後の解析を実行する前に、常に補正する必要があります。したがって、STED デコンボリューションウィザードに含まれています：専用の安定化ステップで、ユーザー入力を必要とせずに、信頼性が高く完全に自動化されたドリフト補正が実行されます。

シート光画像の傾き補正（シアーリング補正）

一部のシート光蛍光顕微鏡（LSFM）のセットアップでは、励起軸と蛍光軸は、サンプルステージに対し

て斜めの角度に向けられています。このようなシステムでは、ステージに取り付けられた標本を水平方向にスキャンして、サンプル全体に焦点を移動します。ただし、スキャンは、光軸に平行に行われないので、これにより複数の空間方向に移動します。効果は、記録された 3D 画像スタックの傾斜（斜めの）です。 PSF は、それに応じて傾斜するので、これは、あらゆるタイプのデコンボリューションを複雑にします。したがって、最初にすべての z 断面を正しい位置に戻すことによって画像を補正する必要があります。連続する z 断面間の移動は、一定であり、ステージのステップ距離と対物レンズの角度に依存します。 Huygens Object Stabilizer（バージョン 18.04 以降）には、シート光画像内の傾斜を補正するオプションがあります。（デ）スキューの詳細については、CMBF、ハーバード大学医学部の FAQ をご覧ください。

画像の説明：

LSFM 画像のスキューイングとデスキューイング。一部の LSFM セットアップでは、励起および蛍光の対物レンズがサンプルステージに対して斜めの角度で配置されています。ステージに取り付けられたサンプルは、水平方向にスキャンされ、サンプル内で焦点が移動します（矢印を参照）、これにより、 PSF でも記録された 3D 画像スタックにスキューが生じます。 Huygens Object Stabilizer オプションは、すべての z 断面を正しい位置にデスキューできます。

研究に使用

M. K. Oklinski、 H.-J. Choi、 T.-H. Kwon、末梢神経損傷は、脊髄のアクアポリン -4 発現と星状細胞の拡大を誘発します。 Huygens Object Stabilizer は、 3D コンフォーカル画像を安定化させるために使用されました。 Neuroscience 311, 138-152 (2015).

B.-J. Zandt、A. Losnegård、E. Hodneland 等。密に分岐した形態を持つニューロンの半自動 3D 形態学的再構成：マルチフォトン励起顕微鏡で画像化された網膜第二分裂後期アマクリン細胞への応用。 Huygens Object Stabilizer を使用して、画像を z 軸に沿って位置合わせしました。 J Neurosci Methods. 279, 101-118 (2017).

詳細については、Scientific Publications を参照してください。

More information

生細胞イメージングに関する情報については、生細胞 Object Stabilizer の実用的な情報のサポートページ Object Stabilizer の使用に関するビデオチュートリアルのスタビライザーウェビナー

Scientific Volume Imaging

Deconvolution - Visualization - Analysis