使用imagej的plugin TrackMate追蹤細胞

最近一個網友來信問用imagej追蹤細胞的問題，他的材料是一群T cell。在fiji的plugin中，有數個做tracking的plugin，設定最簡單的應該是MTrack 2，不過我一直沒有用這個東西做成功，而且MTrack2的網路資料也好少，很難找到參考文章。

所以後來我用一個設定很複雜的plugin，叫做TrackMate。雖然設定很複雜，但是還好有夠多的文章可以看怎麼做。例如這個 Getting started with TrackMate

做細胞或是物體追蹤的流程，大致上是這樣，要先偵測追蹤的物體在哪，然後把不同frame的同一物體辨識出來成為一個track。

其中還會遇到一些問題，比方說有些物體在某些frame會消失或是快速移動，想像一下拍攝車輛的影片，可能車輛會突然加速或被遮擋。或是某些物體會在途中突然變成兩個，例如細胞分裂的時候，從一個細胞變成兩個細胞。上述這些問題在TrackMate中，都有解決的方式，不過以下的教學影片就沒講到這個東西，反正還沒遇到。


在影片中會提到偵測物體的演算法，有幾個如下。不同的方法偵測的物體，各有所長，也些適合偵測大的，像是The Downsample LoG detector，而DoG detector就適合偵測小的。

1. DoG detector：對於小尺寸(5 pixels)的追蹤很快
2. LoG detector：5~20 pixels
3. The Downsample LoG detector：大於20 pixels

詳細的處理就請看影片

小魚尾鰭血流觀察，印出尾鰭畫流向。

這幾年做小魚尾鰭血流觀察活動所建立的課程流程，我覺得還不錯。

1. 讓學生拿手撈網在校園水池中自己撈小魚
2. 小魚放在封口袋中保定
3. 用自製的倒立顯微鏡讓學生用iPad觀察與錄影紀錄血液流動
4. 小魚放回水池後，再利用錄影放大與回放的功能，進一步看仔細血液流動

今年再多做一件事，讓學生把影片放大截圖印出來，然後對照影片，直接在印出的紙上標記血流的方向和位置。其實這是有點難度的喔，學生在這個活動中得要很用心才能找到目標的血管，並且透過回放檢視來看仔細這些細微構造，對於培養學生的專心與耐心是很有幫助的呢。

用3D列印模型學習心臟結構

在學習心臟構造的時候，學生有一個學習困難點就是看不懂圖。雖然課本上的圖畫得很詳細，但就是因為太詳細才會看不懂。

這張圖是以前我用inkscape畫的，已經懂心臟構造的人看這圖片當然看得懂，但是對於學習的新手而言有一定的理解困難之處，我認為其中一個原因是「立體結構變成平面」所造成。

克服這樣的困難點也不是沒辦法，我的話就會先從心臟的簡圖開始教起(一個愛心切成四個房間...)，有興趣的可以看我給學生看的這個教學影片。




認得心臟結構，然後呢？以往我可能就會帶學生示範解剖豬心或雞心
豬心解剖 http://youtu.be/O2ZZC3xuvn8 12:45
雞心解剖 http://youtu.be/Xuv_KQoql44 06:25
解剖熟豬心的切法 https://youtu.be/0qTGV5GSAdw 03:36

但是後來我總覺得在學習心臟結構之後，應該還可以有個什麼動手的活動，讓學生能知道心臟到底內部是怎樣的，畢竟實際內臟還是有點不是那麼容易懂。

這樣的想法在心裡頭留著，可是還是沒有具體想法，所幸在thingiverse這個蒐羅了許多3D模型檔案的網站上看到了這個 Anatomical Heart，作者說這是透過MRI實際掃瞄出的影像建出的模型，然後有經過清理和簡化的。我印了一組，沒想到花了超多時間。這個心臟共切三塊，每一塊就花了我六七個小時，所以一顆心臟印下來得花上兩天的時間。印了這個多，就知道花了數週的時間了。

那麼這些心臟怎麼在教學上使用呢？我是讓學生拿著電線或迴紋針，讓他們從靜脈穿入心臟後，看看線可以穿到心房然後到心室，再從動脈出來。

不過一開始要教學，當然還是要個別化教學囉

學生就拿著iPad播放我的影片，然後一邊看一邊學。他們要準備貼紙寫上左心房、左心室...等，然後先認識心臟的腔室後，貼上貼紙，再用線穿來穿去，找到動脈、靜脈...。附帶一提的是，線材建議用的是多芯線，這種才夠軟，可以在腔室裡轉來轉去。

學生看完影片，插完心臟也不是沒事，他們得再用iPad錄製一段解說影片才行。目的很簡單，看是一回事，但是要能講才是真的學會。

他們的影片再一起用同一帳號上傳到youtube

https://www.youtube.com/playlist?list=PLxTi92e2cDWXQLeBoOWHZwwV7dpfusckz

這就是成果的播放清單了