CT によるマウス WAT~Beige/Brite~BAT, skeletal muscles の画像解析

CT によるマウス WAT~Beige/Brite~BAT, skeletal muscles の画像解析法
（肥満・代謝研究者のためのオリジナルプログラム）
当研究室では、マウスの脂肪組織（WAT, BAT, Beige/Brite）とskeletal muscles
をCT によって定性的、かつ定量的に画像解析することを目的としてプログラム
を開発しました。（但し、CT HUの値上、その他の臓器もmuscle同様２０〜４
００CT HUsの値を持つので、我々のプログラムで作成されたCT画像イメージ
での『muscle』は他の臓器をも含む。）
このプログラムでは、１ボクセル単位の正確さ（WAT、BAT において、１ボク
セル内の細胞数は、それぞれ 21 個、123 個）で分析可能な 2D、3D 解析画像を
作成することができ、広く Wet Lab.研究者に提供します。
13 週令のC57BL/6N ♂を吸入麻酔し、測定結果の妨げにならない発砲スチロ
ールベッド上に固定し、実験動物用X線CTで測定を行う。
測定には、LaTheta LCT 200 (日立アロカメディカル)を用い、測定時の設定は、
48mm 視野、512 画素、ピクセルサイズ 96μm、スライス厚 192μm、スライス
間隔 1,080μm、回転角度 360°、X 線管電圧 低、アーティファクト除去対象 軟
部組織、回転速度 ２回積算 とし、呼吸同期を行っている。
このプログラムを使っての 2D、3D 解析に使用できるパソコンは、Mac OS 10.7
(Lion) 以降のみである。
注釈
④ a) 「first_process」では次の「peel」の為の「体表認識」という作業を行っ
ている。
④ b) 「peel」は、体表全体に出現する BAT の background を除く作業である。
Normal mice では「3peel」、48-h fasted mice では「2peel」である。
なお、このプログラムの著作権の一部は新潟大学中谷明弘先生も保持していま
すので、このプログラムを使って学会発表、論文発表を行うときは、新潟大学
中谷明弘先生と東北大学（加齢研）小椋恵子を acknowledge してください。
問い合わせ：小椋
恵子
[email protected]
CT 画像解析ツール（Automator 特殊ツール）のインストール手順
*以下の手順は Mac OS X Lion に準拠したものである。
① 以下のリンクへ移動して、Apple ID と password を入力し、サインイン。
https://developer.apple.com/downloads/index.action
② 利用規約に同意し、個人のステータスを登録する。primary role だけでよい。
③ 左上の検索ウィンドウに xcode 4.6.3 と入力し検索、出てきた Xcode 4.6.3.を
ダウンロードしてインストールする。
④ Xcode を立ち上げ、メニューから Xcode → Preferences → Downloads →
Command Line Tools を選択し、インストールする。
⑤ Mac に最初からインストールされているターミナルを開く。
⑥ $の後ろに、sudo passwd root と入力し、enter キー
⑦ ログイン用のパスワードを入力（計 3 回。タイプしても表示されない）
。
⑧ svn と入力し enter、さらに which svn と入力して enter。
/opt/local/bin/svn と表示されればよい。
⑨ ターミナルに sudo emacs /opt/local/etc/macports/sources.conf と入力し enter。
⑩ 表示された文字列の文末にある
rsync://rsync.macports.org/release/tarballs/ports.tar [default]の先頭に#と入力する。
さらに改行して、以下の行を追加する。
file:///opt/local/var/macports/sources/svn.macports.org/trunk/dports/ [default]
入力後はコマンドキーを押しながら、x キーと s キーを順番に押し、保存する。
保存されると、画面下に Wrote と表示される。
↓
⑪ ターミナルに sudo emacs /opt/local/etc/macports/macports.conf と入力し enter。
⑫ 文中の#binpath と書かれている部分の#を削除し、保存する。
↓
⑬ ターミナルで以下の行を入力し enter。
cd /opt/local/var/macports/sources/svn.macports.org/trunk/dports
さらに sudo portindex と入力し enter。
最後に sudo port –f install macports と入力し enter。インストールが始まる。
しばらくすると以下の画面が表示される。
⑭ プロキシサーバーの設定が必要な場合には、以下⑰までの操作を行う。
必要がなければ⑱に移動。各サーバーの設定は個々のネットワーク管理者に問い合わせる。
ターミナルに sudo emacs ~/.subversion/servers と入力し enter。
⑮ 文中の下部にある[global]という項目の
#http-proxy-host および #http-proxy-port の#を削除し、以下のように変更、保存する。
http-proxy-host=http://proxy.univ.ac.jp (http 以下は個々のサーバーで異なる。これは例。)
http-proxy-port=1080 (1080 は個々のサーバーで異なる。これは例。)
↓
⑯ ターミナルに emacs ~/.profile と入力し enter。
⑰ 行末に以下の行を追加し、保存する。(URL およびポート番号は例)
export http_proxy=http://proxyuniv.ac.jp:1080
↓
⑱ ターミナルで sudo port install ImageMagick と入力し enter。
以下のような画面が出れば完了
⑲ ターミナルで which convert と入力し enter。
上のように /opt/local/bin/convert と出れば、完了。
CT 画像解析ツール使用法
① CT データのテキストファイルを入手する。
② Automator の各ツールと同じフォルダに入れる。
CT 用 automator ツール
③ CT テキストデータをフォルダごとドラッグして、使用したいツールにドロップ。
④ 以下は各ツールの説明
a ) first_process
CT テキストデータから CT 値のヒストグラムを生成する。
テキストデータを入手したら、最初に行うべき作業。
b ) peel ○
CT テキストデータからマウスの皮膚の部分を削除した CT テキストデータを生成し、ヒ
ストグラムも同時に生成する。数値が大きくなるほど皮膚の削除範囲が広い。
なお、この作業が完了すると、○○○(folder name)_○peel というフォルダが作成される。
以下の操作はこのデータセットを使用する。
c ) MakeColorSliceImages
CT テキストデータから CT 値に色付けを行った画像を生成する。
d ) MakeColor3D
MakeColorSliceImages で生成された画像を入力して、ボリュームデータを作成する。
e ) MakeBATWATmuscleSliceImages
CT テキストデータから CT 値が-350 ~ -120 を WAT (Light blue)、-120 ~ 20 を BAT (Red)、
20 ~ 400 の領域を muscle (Green)として、それぞれ色付けした画像を生成する。
WAT
Muscle
BAT
f ) MakeBATWATmuscle3D
MakeBATWATmuscleSliceImages の画像を入力して、ボリュームデータを作成する。
WAT
BAT
Muscle
g ) MakeWATlowBeigeBriteSliceImages
CT テキストデータから CT 値が-350 ~ -190 を WATlow (Pink)、-190 ~ -120 を BeigeBrite
(Orange)として、それぞれ色付けした画像を生成する。
WAT low
Beige / Brite
h ) MakeWATlowBeigeBrite3D
MakeWATlowBeigeBriteSliceImages の画像を入力して、ボリュームデータを作成する。
出力されるファイルは 3D (うつ伏せ) と 3Dr (仰向け) の 2 種類。
WAT low 3D
Beige / Brite 3D
WAT low 3Dr
Beige / Brite 3Dr
i ) 全身のヒストグラム作成
各ツール使用後、同一フォルダ内に CTVfreqprofile.dat ファイルが作成される。
このファイルを Excel 等の表計算ソフトで開いて編集することで、全身のヒストグラムが
作成可能である。