StereoMap V3
StereoMap V3
StereoMap是一个高清的可视化工具，用来查看Stereo-seq数据分析结果。可实现超高精度和超大视野展示华大时空组学技术， 通过提供的多种工具对时空组学数据进行进一步探索挖掘。 SAW流程中输出的GEF矩阵、图像RPI和IPR数据、聚类结果等均可在StereoMap中展示。
可视化入口
任务管理入口
本系统提供可供用户访问的项目数据。通过DCS Cloud系统：（https://cloud.stomics.tech）任务管理，在任务列表中选择“任务状态”为“完成”的标准流程的任务即可访问可视化数据。
交互分析入口
进入某个项目，点击交互分析的可视化，进入可视化选择数据的页面。
点击可视化，跳转到可视化的缺省页面，可在该页面选择需要打开的数据。
点击打开，弹框选择数据的页面，用户可根据需要选择数据，支持目录和单个文件的选择，确认打开。
说明：用户可直接打开标准分析的 T 任务目录进行可视化的查看, 效果与 T 任务进入可视化一致。
可以新增或者打开新的文件。
注
可视化支持的文件格式：
GEF：读取此文件可展示基因/蛋白binN下的表达矩阵热图。同类型文件可包含多个。
LABEL.GEF：命名格式为"<SN>.<label>.gef"，其中<label>为自定义组织区域名称。展示在StereoMap的图层面板中，图层名称为基因/蛋白表达热图<label>。同类型文件可包含多个。
如：SS200000059_NC.1234.label.gef文件，在图层面板中将展示为“基因表达热图_1234”
CELLBIN.GEF：读取此文件可展示cellbin分辨率下的的基因/蛋白的表达矩阵热图或者细胞聚类结果。同类型文件仅能包含一个，比如转录组或者蛋白组。
RPI：读取此文件可展示图像图层，如ssDNA、DAPI、IF、H&E等。同类型文件仅能包含一个。
FOV_STITCHED.RPI / FOV_STITCHED_TRANSFORMED.RPI：为配准前的图像，若使用手动配准工具，须同时读取此文件和GEF文件。同类型文件仅能包含一个。
SPATIAL.CLUSTER.H5AD : 读取此文件可展示binN下的聚类和UMAP图像。同类型文件可包含多个，但同一binsize的转录组/蛋白组的聚类文件仅能包含一个。
IPR：包含表达矩阵的track线模板以及其他图像信息，读取此文件可展示配准模板，以便查看图像是否已同表达矩阵配准。建议搭配GEF和RPI文件同时打开。同类型文件仅能包含一个。
更多信息请参考：https://github.com/STOmics/SAW
可视化主页面
页面布局和功能：
系统参数区：从左至右依次分别为：分辨率、图像中心位置坐标、当前鼠标位置在图像坐标。
菜单栏区：Gen列表、图层名称列表、binsize列表、手动工具、聚类列表。
工具区：缩放进度条、图像操作（存储，读取，导出）。
主图区（主画布操作区）：可视化基因表达空间分布以及对画布的操作。
图例区：展示基因/蛋白图例、聚类图例。
系统参数
•分辨率：每个Spot点的中心距离。
•中心位置：图像中心坐标点。
•鼠标位置：鼠标在图像上的坐标点位置。
菜单栏区
菜单栏从左至右依次为：基因/蛋白列表、图层列表、binsize列表、手动工具菜单、聚类列表。
基因/蛋白列表
点击菜单栏中的基因/蛋白列表即可展开/关闭，列表中展示当前主分析图层的基因/蛋白表达信息。仅当图层面板中勾选了基因/蛋白 热图时，该列表内才能够展示相应数据，否则列表为空。
表头：基因名称、基因的MID数、“E10”为基因的空间富集程度（E10）打分。
排序：单击表头右侧小箭头对表格进行升序或降序排列，默认按MID数降序进行排列。
搜索：搜索：在“请输入基因/蛋白名称”处输入基因/蛋白名称，可以在表格中对基因/蛋白进行搜索（不区分大小写，支持模糊、多名称搜索：使用英文逗号隔开）。
选择基因/蛋白：勾选复选框（基因名称前方的方框），会出现“Selected”分组，可选择使用热图/伪彩图两种形式展示所选基因的表达丰度分布。教程详见章节2.4.3.1。
统计：勾选部分基因/蛋白后，以热图形式展示时，双击单个bin，可展示统计信息。
翻页：点击上一页、下一页按钮进行翻页，在页码位置中输入数字按下回车即可跳转该页。
基因/蛋白多颜色图调色板
包含以下五个参数：透明度、归一化、亮度、对比度、拾色器。
透明度：滑动滑块调整图像的透明度。
归一化：对图像数据进行归一化，左右滑动或输入数值可调整其最大最小值。归一化公式：
亮度：滑动滑块或输入数值调节基因/蛋白图层的亮度。
对比度：滑动滑块或输入数值调节基因/蛋白图层的对比度。
拾色器：选择该基因/蛋白颜色。拖动拾色器上的小圆圈或拖动彩虹带即可修改颜色。点击常用颜色也可更改颜色。
图层选择
点击按钮即可展开图层下拉列表，二次点击为收起图层列表。图层选择列表展示所有可能的图像包含：Image图层（ssDNA/DAPI，IF，CellMask，TissueMask等）、主分析图层（基因热图/蛋白表达图层，cellbin聚类图层，UMAP图像）,以及对系统组件进行控制。
1.点击图层名称或点击图层名称的展开箭头即可打开图层控制面板。
2.不同类型的图层控制面板中展示的内容有所不同。
3.图层名称前的勾选框：通过勾选/反勾选来展示/隐藏图像。
注意
不同binsize下的主分析图层可能有所不同，如：
当读取的文件中包含.cellbin.gef格式文件，则分辨率为cellbin时，会展示Cluster图层；
当读取的文件中包含.spatial.cluster.h5ad格式文件，则分辨率为bin200时，会展示Cluster和Cluster + UMAP图层。
Image底图控制面板
对于单通道图层：点击图层名称即可调节颜色、透明度、归一化、亮度、对比度等参数。
对于多通道图层（如H&E）：点击图层名称可调节透明度、亮度、对比度。
基因热图的控制面板
配色方案：提供四种热图配色，可自行选择。
散点大小：滑动滑块或者输入数字调整热图区域中的散点大小。
透明度：滑动滑块或者输入数字调整热图区域中的散点透明度。
**色阶尺:**可控制开关、自动计算色阶尺范围或手动设置范围值。
展示形式：仅在勾选基因/蛋白后显示此选项，用于选择单/多个基因/蛋白的展示形式。即以热图形式展示和伪彩图形式展示，可在基因/蛋白面板中修改Selected分组内的各基因颜色。
聚类图层控制面板
透明度：滑动滑块调整底图的透明度。
细胞样式：包含填充, 轮廓, 填充&轮廓三个选项，可选展示方式为仅填充、仅轮廓或填充&轮廓。
轮廓颜色：调节轮廓颜色，包含白、黑、绿及聚类颜色四种选项。
binsize选择
在基因/蛋白表达热图及聚类图层下，提供当前数据的不同分辨率的展示，包括bin1、bin10、bin20、bin50、bin100、bin200、bin500以及cellbin（若该芯片有cellbin数据则包含，否则不包含）。按住ctrl并滚动鼠标也可切换不同binsize。
若开启“Auto-binsize”，则会根据画布的放大倍数自动切换binsize。
默认展示bin50。
放大至15%以上时，自动切换至bin20；
放大至40%以上时，自动切换至bin10；
放大至100%以上时，自动切换至bin1。
注意
如果设置的 binsize 过小（如bin1），数据量过大可能会导致加载页面速度变慢，需要耐心等待，建议放大到局部后再切换较小的binsize。
不同binsize热图对比
不同binsize基因/蛋白多颜色图对比
手动工具菜单
设置
点击可打开设置面板，包含以下组件的开关及调整：标尺、悬浮信息、图例、统计、缩略图、画布旋转。
撤回
点击图标可返回上一步操作，或使用快捷键Ctrl+Z。
重置
点击图标可清除当前所有操作，返回至任务打开时的初始状态。
游标
点击图标可退出手动工具模式。
手动配准
点击图标即可进入手动配准模式，再次点击可退出手动配准模式。
手动配准教程详见“操作演示”部分。
套索
点击图标即可进入套索模式，再次点击退出套索模式。
套索工具教程详见“操作演示”部分。
配准模板
点击图标即可打开表达矩阵的配准模板，可在此基础上对图像进行配准。
配准模板教程详见“操作演示”部分。
测距
点击图标可测量两点之间的距离。
测距教程_详见“操作演示”部分。_
聚类列表
Clustering 页面展示聚类分析结果的列表。点击即可显示聚类列表，再次点击则关闭。
效果增强：当聚类图层与图像图层共同存在时，勾选聚类后，图像图层的透明度会自动乘以此数值，以突出展示聚类图层。
复选框：点击复选框，主图区展示选中的聚类数据。
名称：鼠标键入后可修改选中的聚类名称。
颜色：点击右侧打开调色板，拖动拾色器上的小圆圈/彩虹带即可修改选中的聚类颜色。
聚类列表
工具区
- 缩放条：控制主界面图像大小，拖动滑动条、滑动鼠标滚轮、或点击放大/缩小按钮均可对图像进行缩小或放大操作。如下图。
- 保存状态按钮：
保存当前图像的状态，便于后续可直接查看此次状态。
操作：点击按钮，打开保存状态弹窗，在弹窗中输入保存状态的名称，点击Submit按钮提交即可保存。状态文件将以”Status_<时间戳>_<label>”的形式命名，并保存在 ManualData->StereoMap 数据路径下的”Status”文件夹中，如“Status_202301011010_mousebrain”。
注意
状态保存最多保存10条，超过10条后，每次保存都覆盖最早的文件。
- 加载状态按钮：加载某次保存的状态，支持导入状态或套索记录。
操作：
加载状态记录时，点击“导入状态记录”，选择要加载的状态记录，点击确认即可打开选择的状态。
加载套索记录时，点击“导入套索记录”，选择要加载的套索记录，点击确认即可打开，继续进行套索区域的修改。
- 图像导出按钮：将当前画布上展示的图像保存至本地，可输入自定义文件名。
截图：当前屏幕图像的截图。
高清图：当前屏幕图像的高清图。若开启了图例，则图例会作为单独一张图片保存下来。
导出图像
主图区
主画布区展示组织区域分布和表达量。
放大/缩小画布：滚轮向上/下滚动即可放大/缩小画布。
移动画布：使用鼠标拖拽（单机鼠标左键不放并移动鼠标）即可移动画布。
信息悬浮框：鼠标悬停在画布上会显示该点的坐标位置（x, y）和该点捕获到的基因种类数及对应的 MID 总数。可通过“设置”中的“Floating Info”开关来控制悬浮框的显示与隐藏。
- 比例尺：画布左下方展示组织真实的比例尺及选择的binsize大小。通过“设置”中的“比例尺”开关来控制比例尺的显示与隐藏。
- 色阶尺：画布右下方展示组织MID数与其对应的色阶尺。通过基因热图控制面板中的“比色卡”开关来控制色阶尺的显示与隐藏、范围值设置。
图例区
图例区包含两部分：上方为图例（图像/聚类图例），下方为聚类参数。
图像/聚类图例：通过"设置"中的"图例"开关来控制图例的展示与隐藏。可在图例名称处切换展示图像/聚类图例。
非Cluster图层下在图像图层中勾选图像、或在基因/蛋白列表中勾选复选框并以伪彩图形式展示后，图像图例自动显示。
Cluster图层下，默认展示聚类图例，当有图像图层或基因/蛋白伪彩图存在时，也可手动切换至图像图例。
聚类参数：当前聚类所用参数（通过图层选择中的"Clustering Parameter"开关来控制图例的展示与隐藏），当前仅bin200的聚类图层下包含此信息。
操作演示（具体实现）
转录组/蛋白组数据可视化
勾选热图图层：在图层列表中选择一个热图或热图_<label>图层。
展开基因列表：点击基因列表展开。
查看单/多基因热图图：在基因列表中点击基因名称前的复选框，默认展示所选基因的热图。
- 统计：勾选部分基因/蛋白后，以热图形式展示时，双击热图中某个bin，可展示当前bin中所包含的各基因详细数量。
- 查看单/多基因伪彩图：在基因列表中选择基因后，在热图图层控制面板中切换展示方案为“伪彩图”，如下图。
- 热图图层控制面板：当前图层以热图形式展示时，可点击图层名称，打开控制面板，可调节热图颜色、散点大小、透明度以及色阶尺等。
打开图层控制面板
- 切换binsize：展开binsize选择下拉菜单，选择bin即可。
注意
如果设置的 binsize 过小，可能会导致加载页面速度变慢，需要耐心等待，或放大到局部后在切换较小的binsize。
基因列表操作：
排序：单击表头右侧小箭头对表格进行升序或降序排列，默认按MID数降序进行排列。
搜索：搜索：在“请输入基因/蛋白名称”处输入基因/蛋白名称，可以在表格中对基因/蛋白进行搜索（不区分大小写，支持模糊、多名称搜索：使用英文逗号隔开）。
翻页：点击上一页、下一页按钮进行翻页，在页码位置中输入数字按下回车即可跳转该页。
注意
Cellbin下的基因表达热图暂时仅作全基因展示，不支持上述勾选基因等其他操作
- 查看单/多基因伪彩图：在基因列表中选择基因后，在热图图层控制面板中切换展示方案为“伪彩图”，如下图。
- 基因/蛋白MID过滤：在伪彩图模式下，点击所选基因/蛋白的“颜色”，调整MID过滤范围（例如：将Gm42418基因调整至100~200，表示若某个bin内的Gm42418基因MID数小于100或大于200，则去掉该bin内的Gm42418的表达数据，其他基因数据正常保留）。点击“输出”，即可生成含有过滤信息的json文件，并自动调用workflow的“MID Filter”流程。运行该流程即可得到过滤后的GEF文件。
转录&蛋白联合分析
转录&蛋白联合分析可视化展示主要通过分析图层的多窗口功能展示不同的子窗口，主要场景及功能如下：
- 多窗口分析：点击图层前的“弹出窗口”按钮，可开子窗口展示该图层。
多窗口功能展示图
- 聚类联动分析：主窗口为聚类或者UMAP图层，子窗口为聚类图、热图、UMAP图层 ，在主窗口选择某个聚类 ID，子窗口会根据主窗口选择的聚类ID联动，但是子窗口选择某个聚类ID，主窗口不会联动展示。比如主窗口为聚类图，子窗口分别为聚类图、热图和UMAP图层，选择聚类1联动展示，如图所示：
主窗选择聚类ID，子窗坐标联动
- 套索联动分析：主窗口为热图，lasso某些区域后，子窗口会根据lasso的坐标联动展示，但是子窗口lasso某些区域后，主窗口不会联动展示。比如主窗口为转录组热图，子窗口为蛋白组热图，在主窗口lasso后，子窗口会根据主窗口lasso的区域坐标联动展示，如图所示：
主窗lasso后，子窗坐标联动
比色卡自定义
在图层面板中，点击相应的热图图层名称打开控制面板，即可设置“比色卡”，如下图。
色阶尺控制面板
色阶尺设置模式：
Default：自动计算模式。由软件自动计算得出的图像颜色。选择该模式则不能操作下方手动输入框。如图所示。
Customized：手动设置模式。点击后可在下方输入框中最小值和最大值。如图。
注意
手动设置模式下：
1.只能输入正整数。
2.最小值不大于最大值。
3.最大值的上线为50000000。
4.最大最小值数值不能相等。
5.该模式直至选择自动计算后结束。
自动计算图像
手动设置图像
cellbin数据可视化
点击菜单栏中的binsize选择下拉菜单选择cellbin。
Cellbin热图可视化。
点击图层下拉菜单中的“基因表达热图”。
点击基因列表：可以查看每个基因中细胞的数量及该基因的MID。
Cellbin表达热图操作图示
Cellbin聚类可视化。
点击图层下拉菜单中的“细胞聚类”。
勾选聚类列表中的复选框。
退出cellbin：在binsize选择下拉菜单中选择普通bin即可。
Cellbin细胞聚类操作图示
手动配准操作
点击手动配准工具按钮开启手动配准模式。
在"Registration layer"中选择需要配准的图像。
平移：在“Step size”中输入要位移的单位数量。本例中以500个单位平移，点击上/下/左/右方向按钮，每点击一次，图像向该方向平移500个单位。
特征点：X轴和Y轴的相交点为特征点，旋转及尺度缩放均以特征点为原点进行变换，特征点坐标保持不变。鼠标左键双击可改变特征点位置。
- 翻转：点击翻转按钮，图像绕Y轴镜像翻转。
- 90°旋转：点击此按钮，绕特征点逆时针旋转90度。
归一化：对配准的图像数据进行归一化，左右滑动或输入数值可调整其最大最小值。
旋转：围绕特征点对图像进行小角度旋转，可手动输入数字、点击上下箭头或拖动滑块调整角度，最小支持0.01°的调节。
X/Y轴尺度：以特征点为中心，在X/Y轴方向对图像进行尺度放缩变换。可手动输入数字、点击上下箭头进行调节，最小调节尺度为图像在该方向长度的0.01%，最大为500%。
重置：点击“重置”按钮，图像将重置到初始状态，即平移0个单位，翻转0次，旋转0°。
投递配准流程：
- 若使用 T 任务的数据投递配准：手动配准后点击提交，系统会自动运行配准流程。
- 若使用 workflow 版本的标准流程（SAW-ST）数据投递配准：手动配准完，点击提交，将启动配准流程的参数界面，填充参数并投递。
若使用其他数据投递配准：
手动配准后点击提交，系统会生成调整的配准参数生成 json 文件并写入到数据管理。
注意
生成的 json 文件写入数据管理会存在 5~10min 的延迟，建议提交后间隔数分钟运行 workflow。
- 在工作流模块中搜索配准（Registration）流程，填写相关参数，单击“下一步”运行并提交。
退出手动配准：再次点击手动配准工具按钮即可退出，也可通过点击游标退出。
套索操作
- 进入套索模式：点击套索工具按钮进入套索模式，再次点击则退出。
- 增加多个套索区域：点击“增加”按钮，重复以上操作，可再次增加一个套索区域。
增加套索区域
选中/取消选中：双击套索区域或点击窗口内的名称，即可选中对应套索区域，此时可对该区域进行修改，画布无法拖动。双击非套索区域或再次点击窗口内的名称，即可取消选中，当所有套索区域均处于非选中状态时可拖动画布。
修改
修改套索区域：区域为选中状态时，可对其进行修改。按住Ctrl/Alt进行区域的扩大/擦除，鼠标右键点击可新增轮廓点，按住鼠标右键可拖动已有轮廓点。
区域重命名：区域为选中状态时，可点击名称右侧的“重命名”按钮修改名称。当系统检测到有重名区域时，会提示用户是否进行合并，点击“是”则会将重名区域合并为一个。
删除套索区域：区域为选中状态时，点击名称右侧的“删除”按钮即可删除该区域.
运行套索流程：
若使用 T 任务的数据：套索完成点击运行，系统会自动运行套索流程。
若使用 workflow 版本的标准流程（SAW-ST）数据：套索完成后，点击运行并提交，系统将触发套索工作流程，填写参数并提交。
若使用其他数据：
- 点击提交，系统会生成geojson 文件并写入到数据管理。
注意
生成的 json 文件写入数据管理会存在 5~10min 的延迟，建议提交后间隔数分钟运行 workflow。
- 在工作流模块中搜索配准（SAW-ST-lasso）流程，填写相关参数，单击“下一步”运行并提交。
运行差异分析流程：选择“lasso_markergene”工作流，输入参数并投递。
注意
只有选择cellbin时，才可以投递差异分析流程，否则只能投递 lasso 流程。
保存/导入套索记录：点击套索名称右侧的“保存”按钮，该区域的套索记录将保存为一份GEOJSON文件，该文件支持重新导入。参考图3.4.3-4 加载套索文件。
生成套索结果文件：点击“运行”按钮展示任务提交窗口，支持多选套索区域，点击“提交”按钮即可生成GEOJSON结果文件。
生成套索结果文件
注意
“保存”和“提交”后的文件会自动保存在数据路径下“Lasso”文件夹（若无则自动新建）。
导入套索记录仅支持含有单个label的文件，含多个label的文件不支持导入。
- 退出套索工具：再次点击套索按钮即可退出。（也可通过点击游标退出）
配准模板操作
配准模板为表达矩阵的track线模板，可用于辅助观察图像图层是否已和表达矩阵配准。
打开配准模板：点击配准模板按钮打开配准模板（由多个黄色十字线组成）。
放大图像：在主图区域滑动鼠标滚轮即可放大图像。将图像放大至黄色十字线清晰可见即可。
调整图像对比度（以ssDNA为例）：展开图层下拉菜单，点击ssDNA名称打开图层控制面板，调节Normalized使得ssDNA图像中可以看到清晰的track线即可，此时可以观察track线与配准模板的拟合效果。
关闭配准模板：再次点击配准模板按钮即可退出。（也可通过点击游标退出）
配准模板
IF图层操作
打开IF图层：在图层面板中勾选IF蛋白图像即可（Image对应原始图像，TissueMask对应该蛋白的组织分割区域，CellMask对应该蛋白的细胞分割区域）。蛋白名称会对应展示在图例中。如图42 。
调整蛋白颜色：不同的IF图层可以应用不同的颜色。点击图层名称打开图层控制面板，样式同图7 基因/蛋白多颜色图调色板。
关闭IF图层：取消勾选图层名称即可退出。
IF图层
测距
测量小工具主要是测两点之间的距离，单位为PX(像素)，适用的图层为：图像图层和分析结果图层（热图和聚类图层）
打开测量工具：点击“测量”按钮，进入测距小工具的操作页面。
新增测量：任意位置鼠标点击左键增加测量的起始点，再次点击鼠标左键增加测量的终点，可重复操作增加多条测量距离。
增加多条测量距离
删除测量：鼠标放在待删除的某条线上，鼠标变为手型时，点击鼠标左键，按下键盘的“Del”删除键即可删除某条线。
移动测量的距离：鼠标放在已经测好距离的某条线上，鼠标变为手型时，鼠标左键可移动某条测好距离的线。
退出测量：点击“游标”退出测量模式。