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二维图像分析技能已经Get了，那么三维图像分析呢？

ImageJ（）是美国National Institutes of Health（NIH）开发的基于Java的免费公共图像处理软件，在生物及医学图像分析中起着非常重要的作用。

ImageJ/Fiji是已捆绑了许多常用插件的ImageJ，其下载链接为：，可根据操作系统自行选择：

今天给大家分享使用ImageJ/Fiji进行三维图像分析！

1

Stack图像介绍

ImageJ可在一个窗口中显示多个空间或时间相关的图像，这些图像集称为图像栈（Stack），组成Stack的图像称为Slice。Stack图片具备有三个空间维度：X，Y和Z。Hyperstacks具有四个以上维度，例如X（长），Y（宽），Z（片），C（通道）和T（时间帧）。

2

ImageJ三维可视化

ImageJ可对Stack图像进行重建来构建三维立体模型，在医学图像中可以将CT层扫图片重建为三维立体模型。共聚焦图片也可以进行Z-Stack层扫获得三维图片。

步骤：

1、ImageJ打开Stack图片pollen60xPCO512.seq，2维图像（XY视图）窗口如左侧窗口（640x 480pixels），当前Slice为99张图片的第46张，图片属性（Image -> Properties）如右图所示：

2、ImageJ软件内嵌有3D查看器，Plugins-> 3D Viewer -> Display as Volume，即可得到Stack图片的三维效果图：

3、ImageJ 3D Viewer -> View ->Start animation，可得到旋转的动态三维图：

4、三维切割，Stack图像显示为三维模型后可从不同方向（XY、XZ、YZ方向）进行切割以展示三维图像内部情况。展示各横断面可为定性、定量研究和分析内部结构提供有力支持。

ImageJ 3D Viewer下Edit -> Display as -> Orthoslice

如何调整三维切割的方向？

选中三维视图，鼠标右击选择Adjust slices，可调整XY、XZ、YZ视图切割方向：

3

ImageJ计算三维图像体积

以ImageJ示例图片bat-cochlea-volume.tif图像与其3D模型分别如下：

Analyze -> 3D Objects Counter进入三维体积计算界面，Threshold调节阈值选中不同Slice中的目标，红色代表选中。Slice代表当前切片，Size filter根据最大值与最小值筛选目标：

可得到上述三维物体的体积（Volume，pixel^3）、表面积（Surface）、Nb of obj. voxels与Nb of surf. Voxels等：

4

ImageJ三维图像计数

二维图像的计数我们很熟悉，那么三维图像如何计数？

以三维图像中的立体体为例给大家分享三维图像计数：

3D Objects Counter可进行三维计数：

结果显示，在三维空间中存在29个立方体：

还可得到这29个物体的体积与表面积等数据：

5

ImageJ分析三维神经元复杂性

Sholl Analysis可分析神经元的复杂性，那么什么是Sholl Analysis?

以神经元胞体为圆心（不包括胞体）开始画一系列同心圆，得到随距离从StartingRadius到Ending Radius同心圆与神经元突起交点个数的变化，以此来反映神经元的复杂性：

以Stack椎体神经元为例进行3D ShollAnalysis：

步骤：

1、ImageJ打开椎体神经元，Plugins -> Segmention -> SimpleNeurite Tracer

鼠标调整显示的Slice，追踪3D 突起轨迹，点击起点，调整Slice点击终点软件即可自动追踪：

All paths可得到追踪到的Path及长度（69.6851 microns）：

同样的方法追踪其他突起：

2、在Tracing界面Analysis -> Sholl Analysis可得到Sholl Analysis步骤：

按照上图Sholl Analysis步骤进入Sholl Analysis界面,点击AnalyzeProfile：

3D Sholl Analysis横坐标为3D distance（micron），纵坐标为交点数。List可以导出数据使用其他绘图软件绘图：

拓展：

Sholl Analysis插件只能分析神经元吗？

Sholl Analysis插件可以分析任何类似有胞体和突起的细胞的分支的复杂性，例如星形胶质细胞和小胶质细胞等。以小胶质细胞为例，步骤相同，效果如下：

今天给大家分享ImageJ三维图像分析就到此为止，希望对大家有所帮助！

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