DETECTION AND TRACKING OF MIGRATING OLIGODENDROCYTE PROGENITOR CELLS FROM IN VIVO FLUORESCENCE TIME-LAPSE IMAGING DATA.
DETECTION AND TRACKING OF MIGRATING OLIGODENDROCYTE PROGENITOR CELLS FROM IN VIVO FLUORESCENCE TIME-LAPSE IMAGING DATA.
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从体内荧光延时成像数据检测和跟踪迁移的少突胶质细胞祖细胞。
DOI：
10.1109/isbi.2018.8363730
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Yu,Guoqiang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang,Yinxue;Ali,Maria;Wang,Yue;Kucenas,Sarah;Yu,Guoqiang
在这项工作中，我们开发了一种名为“MCDT”（迁移细胞检测器和跟踪器）的全自动算法，用于从体内荧光延时显微镜成像数据中进行迁移细胞检测，分割和跟踪的综合任务。利用先进的显微镜成像技术，检测和跟踪迁移细胞的兴趣来自于理解少突胶质细胞祖细胞（OPCs）在体内迁移的影响的科学问题。目前OPC迁移率分析的实践依赖于人工标记，存在大量的人力劳动、主观偏见和较弱的可重复性。由于体内数据的额外复杂性，现有的细胞跟踪方法难以分析这种具有挑战性的数据。MCDT是为体内数据设计的，它规避了前景和背景之间可分离特征分布的普遍假设。此外，MCDT只关注迁移细胞（opc），减轻了正确跟踪所有不相关细胞的负担，不仅加快了分析速度，而且在opc上获得了更好的准确性。基于拓扑保持运动估计的种子分割和跟踪使MCDT对被跟踪细胞的复杂环境和某些帧中偶尔出现的不准确分割具有鲁棒性。我们对转基因斑马鱼幼体脊髓的成像数据进行了MCDT测试，MCDT显示出非常好的效果。
In this work, we develop a fully automatic algorithm named "MCDT" (Migrating Cell Detector and Tracker) for the integrated task of migrating cell detection, segmentation and tracking from in vivo fluorescence time-lapse microscopy imaging data. The interest of detecting and tracking migrating cells arouses from the scientific question in understanding the impact of oligodendrocyte progenitor cells (OPCs) migration in vivo, using advanced microscopy imaging techniques. Current practice of OPC mobility analysis relies on manual labeling, suffering from massive human labor, subjective biases, and weak reproducibility. Existing cell tracking methods have difficulties in analyzing such challenging data due to the extra complexity of in vivo data. Designed for in vivo data, MCDT circumvents the common strong assumption of separable feature distributions between foreground and background. Besides, by focusing on migrating cells (OPCs) only, MCDT relieves the burden of tracking all irrelevant cells correctly, not only accelerating the analysis but also achieving better accuracy in OPCs. Seed based segmentation and tracking by topology-preserved motion estimation endows MCDT with robustness to complex surroundings of the cell under tracking and to occasional inaccurate segmentation in some frames. We tested MCDT on imaging data of transgenic zebrafish larval spinal cord and MCDT showed very promising performance.
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