Accurate segmentation and precise morphological analysis of neuronal cells in fluorescence microscopy images are crucial steps in neuroscience and biomedical imaging applications. However, this process is labor-intensive and time-consuming, requiring significant manual effort and expertise to ensure reliable outcomes. This work presents a pipeline for neuron instance segmentation and measurement based on a high-resolution dataset of stem-cell-derived neurons. The proposed method uses YOLOv8, trained on manually annotated microscopy images. The model achieved high segmentation accuracy, exceeding 97%. In addition, the pipeline utilized both ground truth and predicted masks to extract biologically significant features, including cell length, width, area, and grayscale intensity values. The overall accuracy of the extracted morphological measurements reached 75.32%, further supporting the effectiveness of the proposed approach. This integrated framework offers a valuable tool for automated analysis in cell imaging and neuroscience research, reducing the need for manual annotation and enabling scalable, precise quantification of neuron morphology.


翻译:在荧光显微镜图像中对神经元细胞进行精确分割与形态分析,是神经科学与生物医学成像应用中的关键步骤。然而,该过程通常需要耗费大量人力与时间,且高度依赖人工操作与专业知识以确保结果的可靠性。本研究提出了一套基于干细胞衍生神经元高分辨率数据集的神经元实例分割与测量流程。所提出的方法采用YOLOv8模型,并在人工标注的显微镜图像上进行训练。该模型实现了超过97%的高分割准确率。此外,该流程同时利用真实标注掩膜与预测掩膜,提取了包括细胞长度、宽度、面积及灰度强度值在内的生物学重要特征。所提取形态学测量的总体准确率达到75.32%,进一步验证了所提方法的有效性。这一集成框架为细胞成像与神经科学研究提供了自动化分析的有力工具,不仅降低了对人工标注的依赖,还能实现可扩展的、精确的神经元形态量化分析。

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