「電子線トモグラフィー」の版間の差分
行548: | 行548: | ||
<th>yz平面</th> | <th>yz平面</th> | ||
<th>zx平面</th> | <th>zx平面</th> | ||
− | <th> | + | <th>全体</th> |
</tr> | </tr> | ||
<tr> | <tr> | ||
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<td>[[画像:Outdata-TBP-0-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TBP-0-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-TBP-0-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TBP-0-2.png]]</td> | ||
− | <td></td> | + | <td>[[画像:Outdata-TBP-0.gif]]</td> |
</tr> | </tr> | ||
<tr> | <tr> | ||
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<td>[[画像:Outdata-TBP-1-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TBP-1-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-TBP-1-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TBP-1-2.png]]</td> | ||
− | <td></td> | + | <td>[[画像:Outdata-TBP-1.gif]]</td> |
</tr> | </tr> | ||
</table> | </table> | ||
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<td>[[画像:Outdata-TBP-6-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TBP-6-2.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-TBP-8-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TBP-8-2.png]]</td> | ||
+ | </tr> | ||
+ | <tr> | ||
+ | <td>単純逆投影(全体)</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TBP-0.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TBP-2.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TBP-4.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TBP-6.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TBP-8.gif]]</td> | ||
</tr> | </tr> | ||
<tr> | <tr> | ||
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<td>[[画像:Outdata-TBP-7-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TBP-7-2.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-TBP-9-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TBP-9-2.png]]</td> | ||
+ | </tr> | ||
+ | <tr> | ||
+ | <td>フィルタ逆投影(全体)</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TBP-1.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TBP-3.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TBP-5.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TBP-7.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TBP-9.gif]]</td> | ||
</tr> | </tr> | ||
</table> | </table> | ||
行656: | 行672: | ||
<th>yz平面</th> | <th>yz平面</th> | ||
<th>zx平面</th> | <th>zx平面</th> | ||
+ | <th>全体</th> | ||
<th>補足</th> | <th>補足</th> | ||
</tr> | </tr> | ||
行664: | 行681: | ||
<td>[[画像:Outdata-TRBP-1-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TRBP-1-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-TRBP-1-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TRBP-1-2.png]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TRBP-1.gif]]</td> | ||
<td></td> | <td></td> | ||
</tr> | </tr> | ||
行672: | 行690: | ||
<td>[[画像:Outdata-TRBP-2-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TRBP-2-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-TRBP-2-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TRBP-2-2.png]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TRBP-2.gif]]</td> | ||
<td></td> | <td></td> | ||
</tr> | </tr> | ||
行680: | 行699: | ||
<td>[[画像:Outdata-TRBP-3-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TRBP-3-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-TRBP-3-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TRBP-3-2.png]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TRBP-3.gif]]</td> | ||
<td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1</td> | <td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1</td> | ||
</tr> | </tr> | ||
行688: | 行708: | ||
<td>[[画像:Outdata-TRBP-4-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TRBP-4-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-TRBP-4-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TRBP-4-2.png]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TRBP-4.gif]]</td> | ||
<td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1</td> | <td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1</td> | ||
</tr> | </tr> | ||
行696: | 行717: | ||
<td>[[画像:Outdata-TRBP-5-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TRBP-5-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-TRBP-5-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TRBP-5-2.png]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TRBP-5.gif]]</td> | ||
<td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1 -T 1</td> | <td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1 -T 1</td> | ||
</tr> | </tr> | ||
行704: | 行726: | ||
<td>[[画像:Outdata-TRBP-6-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TRBP-6-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-TRBP-6-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-TRBP-6-2.png]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-TRBP-6.gif]]</td> | ||
<td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1</td> | <td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1</td> | ||
</tr> | </tr> | ||
行725: | 行748: | ||
<th>yz平面</th> | <th>yz平面</th> | ||
<th>zx平面</th> | <th>zx平面</th> | ||
− | <th> | + | <th>全体</th> |
</tr> | </tr> | ||
<tr> | <tr> | ||
行733: | 行756: | ||
<td>[[画像:Outdata-T2BP-0-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2BP-0-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-T2BP-0-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2BP-0-2.png]]</td> | ||
− | <td></td> | + | <td>[[画像:Outdata-T2BP-0.gif]]</td> |
</tr> | </tr> | ||
<tr> | <tr> | ||
行741: | 行764: | ||
<td>[[画像:Outdata-T2BP-1-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2BP-1-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-T2BP-1-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2BP-1-2.png]]</td> | ||
− | <td></td> | + | <td>[[画像:Outdata-T2BP-0.gif]]</td> |
</tr> | </tr> | ||
</table> | </table> | ||
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<td>[[画像:Outdata-T2BP-6-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2BP-6-2.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-T2BP-8-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2BP-8-2.png]]</td> | ||
+ | </tr> | ||
+ | <tr> | ||
+ | <td>単純逆投影(全体)</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2BP-0.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2BP-2.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2BP-4.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2BP-6.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2BP-8.gif]]</td> | ||
</tr> | </tr> | ||
<tr> | <tr> | ||
行803: | 行834: | ||
<td>[[画像:Outdata-T2BP-7-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2BP-7-2.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-T2BP-9-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2BP-9-2.png]]</td> | ||
+ | </tr> | ||
+ | <tr> | ||
+ | <td>フィルタ逆投影(全体)</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2BP-1.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2BP-3.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2BP-5.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2BP-7.gif]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2BP-9.gif]]</td> | ||
</tr> | </tr> | ||
</table> | </table> | ||
行815: | 行854: | ||
<th>yz平面</th> | <th>yz平面</th> | ||
<th>zx平面</th> | <th>zx平面</th> | ||
+ | <th>全体</th> | ||
<th>補足</th> | <th>補足</th> | ||
</tr> | </tr> | ||
行823: | 行863: | ||
<td>[[画像:Outdata-T2RBP-1-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-1-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-T2RBP-1-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-1-2.png]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-1.gif]]</td> | ||
<td></td> | <td></td> | ||
</tr> | </tr> | ||
行831: | 行872: | ||
<td>[[画像:Outdata-T2RBP-2-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-2-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-T2RBP-2-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-2-2.png]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-2.gif]]</td> | ||
<td></td> | <td></td> | ||
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<td>[[画像:Outdata-T2RBP-3-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-3-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-T2RBP-3-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-3-2.png]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-3.gif]]</td> | ||
<td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1</td> | <td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1</td> | ||
</tr> | </tr> | ||
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<td>[[画像:Outdata-T2RBP-4-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-4-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-T2RBP-4-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-4-2.png]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-4.gif]]</td> | ||
<td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1</td> | <td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1</td> | ||
</tr> | </tr> | ||
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<td>[[画像:Outdata-T2RBP-5-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-5-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-T2RBP-5-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-5-2.png]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-5.gif]]</td> | ||
<td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1 -T 1</td> | <td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1 -T 1</td> | ||
</tr> | </tr> | ||
行863: | 行908: | ||
<td>[[画像:Outdata-T2RBP-6-1.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-6-1.png]]</td> | ||
<td>[[画像:Outdata-T2RBP-6-2.png]]</td> | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-6-2.png]]</td> | ||
+ | <td>[[画像:Outdata-T2RBP-6.gif]]</td> | ||
<td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1</td> | <td>-Rmin 0.05 -Rmax 0.1</td> | ||
</tr> | </tr> |
2014年5月29日 (木) 07:19時点における版
電子線トモグラフィーとは、電子顕微鏡を用いた3次元再構成法の一つで、同一視野を様々な方向からの投影された電子顕微鏡像をコンピュータの中で三次元像に再構成し、コンピュータを使って断層像(トモグラム)を作成する手法です。
下記にその手順を順に述べていきます。
目次
連続傾斜像の撮影
1軸回転 2軸回転 |
画像の補正
傾斜画像では、視野全体がアンダーフォーカスとなるように、通常の電子顕微鏡撮影よりも大きなデフォカース値をとる場合が多いです。その場合、LaB6などの電子銃では第一トーンリングより外側の情報がほとんど無いために、CTF補正等は必要ありませんが、電界放出銃を利用した場合には、場合によっては間違った情報を与える場合があるので注意が必要です。
ラフ・アラインメント
傾斜画像の中心付近の画像の相関から、それぞれの傾斜画像の大まかな位置を合わせます。
前処理(窓関数)
# For Windowing WIN_X=0.2 WIN_X_MAX=0.2 WIN_Y=0.1 WIN_Y_MAX=0.1 WIN_MODE=18
make Windowing
位置合わせ
例. 2°刻みで撮影した画像の場合
2°画像の位置を0°画像の位置に合わせる
4°画像の位置を位置補正後の2°画像の位置に合わせる
6°画像の位置を位置補正後の4°画像の位置に合わせる
.
.
mrcImageCorrelationを使用した場合
実行例1
make CorFit1
ファイン・アラインメント
実行例1
# RotMode ROTMODE=ZOYS # Rot1 ROT1MIN=10 ROT1MAX=10 ROT1D=10 # Rot2 ROT2MIN=-60 ROT2MAX=60 ROT2D=2 # Rot3 ROT3MIN=0 ROT3MAX=0 ROT3D=30 ### For mrcImageMove SHIFT2MAX=10 SHIFT3MAX=0 ### For mrcImageTiltAxisSearch TILTMIN=0 TILTMAX=20 TILTD=2
make TiltFit
9.895
補正前 | ||
補正後 | ||
xy平面 | yz平面 | zx平面 |
実行例2(繰り返し)
# For mrcImageTiltAxisSearch IN_TILT_EXT=roi # RotMode ROTMODE=ZOYR # Rot1 ROT1MIN=10 ROT1MAX=10 ROT1D=10 # Rot2 ROT2MIN=-60 ROT2MAX=60 ROT2D=10 # Rot3 ROT3MIN=0 ROT3MAX=0 ROT3D=10 ### For mrcImageTiltAxisSearch TILTMIN=-10 TILTMAX=10 TILTN=10 TILTITER=100 TILTSCALE=5
make TiltFit
0.084 0.161 0.230 0.294 0.345 -中略- 0.701 0.700 0.685 0.706 0.701
3次元再構成
最小 最大 |
0 (0, 0, 0) 4 (31, 26, 26) |
mrc2Dto3Dで実行
実行例1
# For Reconstruction IN_3D_EXT=fit # RotMode ROTMODE=YOYS # Rot1 ROT1MIN=-60 ROT1MAX=60 ROT1D=2 # Rot2 ROT2MIN=0 ROT2MAX=0 # Rot3 ROT3MIN=0 ROT3MAX=0
make 3DList make Input.3d
最小 最大 |
-0.00437076 (39, 34, 36) 0.00799233 (37, 34, 36) |
実行例2(2軸回転)
# For Reconstruction IN_3D_EXT=fit # RotMode ROTMODE=ZOYS # Rot1 ROT1MIN=0 ROT1MAX=0 # Rot2 ROT2MIN=-60 ROT2MAX=60 ROT2D=10 # Rot3 ROT3MIN=-60 ROT3MAX=60 ROT3D=10
make 3D
最小 最大 |
-0.00194519 (39, 34, 36) 0.00475439 (31, 23, 38) |
実行例3(Double)
.3dlst.3d: mrc2Dto3D -I $*.3dlst -o $*.3d -InterpolationMode $(IN_MODE) -m $(PRJ_MODE) -Double;
最小 最大 |
-0.412988 (38, 18, 33) 1.24043 (30, 22, 33) |
ラドン変換を使った3次元再構成で実行
位置合わせ済みの2Dリスト
↓mrcImageSinogramCreate
シノグラムリスト
↓mrcRadon2Dto3D
3Dラドンファイル
↓mrcImageInverseRadonTransform
make Radon3D
xy平面 | yz平面 | zx平面 |
最小 最大 |
522.652 (63, 61, 63) 1800.12 (31, 24, 34) |
逆投影の方法による3次元像の違い
1軸回転
入力ファイル
こちらのファイル(makefile込み)を入力ファイルとします。
mrc2Dto3D
IN_3D_TIFF_EXT=3d : 3次元画像をtiffにする PRJ_MODE=0 : -mの値
make 3D make 3DTiff
方法 | 対応オプション | xy平面 | yz平面 | zx平面 | 全体 |
---|---|---|---|---|---|
単純逆投影 | -m 0 | ||||
フィルタ逆投影 | -m 1 |
#SIRT=-SIRT -max 30 -rms 0.0 : -maxで繰り返し回数、-SIRT無しのときはコメントアウト
逆投影法 / 繰り返し回数 | なし | 3 | 5 | 10 | 30 |
---|---|---|---|---|---|
単純逆投影(xy平面) | |||||
単純逆投影(yz平面) | |||||
単純逆投影(zx平面) | |||||
単純逆投影(全体) | |||||
フィルタ逆投影(xy平面) | |||||
フィルタ逆投影(yz平面) | |||||
フィルタ逆投影(zx平面) | |||||
フィルタ逆投影(全体) |
逆ラドン変換
IN_3D_TIFF_EXT=3dr : 3次元画像をtiffにする RBP_MODE=1 : -mの値 #R_MAX=-Rmax 0.1 : ハイパスフィルタ閾値 #R_MIN=-Rmin 0.05 : ローパスフィルタ閾値 #THRES=-T 10 : m=5のみ使用
make Radon3D make 3DTiff
2軸回転
入力ファイル
こちらのファイル(makefile込み)を入力ファイルとします。
mrc2Dto3D
方法 | 対応オプション | xy平面 | yz平面 | zx平面 | 全体 |
---|---|---|---|---|---|
単純逆投影 | -m 0 | ||||
フィルタ逆投影 | -m 1 |
逆投影法 / 繰り返し回数 | なし | 3 | 5 | 10 | 30 |
---|---|---|---|---|---|
単純逆投影(xy平面) | |||||
単純逆投影(yz平面) | |||||
単純逆投影(zx平面) | |||||
単純逆投影(全体) | |||||
フィルタ逆投影(xy平面) | |||||
フィルタ逆投影(yz平面) | |||||
フィルタ逆投影(zx平面) | |||||
フィルタ逆投影(全体) |
逆ラドン変換
電子線トモグラフィー画像のもつ問題点
ミッシングエリア
最小 最大 |
0 (0, 0, 0) 2 (29, 29, 14) |
# Initial Reference Model INITIAL=Input-ellipsoidal # For mrcImageCorrelation IN_CORR_EXT=roi IN_CORR_LIST=ROIs ### For mrcImageMove SHIFT2MAX=0 SHIFT3MAX=0
make TestData make CorFit1 make CorFit2 make 3D
# Rot2 ROT2MIN=-60 ROT2MAX=60 ROT2D=10 # Rot3 ROT3MIN=0 ROT3MAX=0 ROT3D=10
最小 最大 |
-0.00196191 (61, 38, 32) 0.00269849 (24, 21, 37) |
# Rot2 ROT2MIN=-60 ROT2MAX=60 ROT2D=10 # Rot3 ROT3MIN=-60 ROT3MAX=60 ROT3D=10
最小 最大 |
-0.00143731 (50, 32, 45) 0.00230465 (53, 31, 37) |
画像の位置、フォーカスの問題
平行移動の補正
軸の決定
トモグラフに使われる画像処理
平滑化
実行例1
最小 最大 |
-0.00268221 (76, 92, 66) 0.00642324 (89, 42, 71) |
最小 最大 |
-0.00136636 (75, 42, 133) 0.00292404 (94, 65, 68) |
セグメンテーション
実行例1
最小 最大 |
-0.00136636 (75, 42, 133) 0.00292404 (94, 65, 68) |
最小 最大 |
-0.0012017 (5, 9, 13) 0.00263957 (13, 6, 15) |
トモグラム画像の解釈
また、多様な構造を含むため、3次元画像から興味あるセグメントを切り出すなどの作業が必要です。そのための支援ソフトウェアが必要です。
サブトモグラムの平均化
xy平面 | yz平面 | zx平面 |
実行例1
xy平面 |
yz平面 |
zx平面 |
最小 最大 |
-0.0012017 (5, 9, 13) 0.00263957 (13, 6, 15) |
xy平面 |
yz平面 |
zx平面 |
最小 最大 |
-0.000536652 (6, 13, 12) 0.00177258 (13, 17, 13) |