ZFTool-web

Descripción

Herramienta web para la cuantificación de la proliferación celular en vivo del pez cebra a través de métodos de procesamiento de imágenes. Esta aplicación tiene como objetivo el análisis de la efectividad de fármacos anti-cáncer a partir de imágenes de peces zebra. El software permite al usuario subir fotografías de peces zebra a los que se les han inoculado células cancerígenas teñidas con un componente de fluorescencia y fármacos experimentales. Con estas imágenes, y mediante técnicas de visón artifical, el programa realizará un análisis y elaborará un breve informe de efectividad del fármaco. Este estará compuesto por el umbral óptimo de fluorescencia, el índice de proliferación celular, gráficas de la evolución del área y de la intensidad de la zona fluorescente y de una imagen animada que mostrará esta evolución para las 0h y las 24-48-72h post inyección de la masa tumoral. A mayores para la sección 3D se generará el volumen de la masa tumoral a partir del conjunto de cortes 2D que el usuario ha cargado.

Instalación

Los pasos para la instalación y el despliegue de la aplicación en un entorno Ubuntu serían los siguientes:

Instalación de Python2 y de los paquetes necesarios mediante el terminal:

	$ sudo apt update
	$ sudo apt upgrade
	$ sudo apt install python2.7 python−pip
	$ sudo pip2 install scikit−image
	$ sudo pip2 install numpy scipy
	$ sudo pip2 install mayavi

Instalación de Java8 (versión mínima a instalar):

	 $ sudo add−apt−repository ppa:webupd8team/java
	 $ sudo apt-get update
	 $sudo apt-get install oracle-java8-installer

Mover la librería nativa (/lib/libopencv_java249.so) a un directorio concreto. Podemos crear un directorio en la ruta /usr/share/tomcat7/lib.

Instalar Apache Tomcat7 con el comando $sudo apt-get install tomcat7. Editamos el archivo /etc/tomcat7/policy.d/03catalina.policy y añadimos los permisos que se pueden ver a continuación:

   	grant codeBase "file:/var/lib/tomcat7/webapps/zebrafish/-"{
   		permission java.security.AllPermission;                 
   	}
   	
   	grant codeBase "file:/var/lib/tomcat7/webapps/zebrafish.war/-"{
   		permission java.security.AllPermission;
   	}

Creamos el script setenv.sh en el directorio /usr/share/tomcat7/bin para definir el tamaño mínimo y máximo del heap para la máquina virtual de Java y el directorio en el que se encuentran las librerías nativas de la aplicación.
```
   	export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -Xms512m"
   	export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -Xmx512m"
   	export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -Djava.library.path=/usr/share/tomcat7/lib"
```
Luego le damos permisos de ejecución al script con el comando $ sudo chmod +x setenv.sh
Nos aseguramos que Tomcat se ejecute con Java8, editando en el archivo /etc/default/tomcat8 modificando la línea:
```
  	JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-8-oracle
```
Creamos el directorio para almacenar las imágenes enviadas al servidor por ejemplo /opt/ZebraFish y le damos permisos de escritura con los siguientes comandos desde el directorio /opt:
```
	$ sudo mkdir ZebraFish
	$ sudo chown tomcat7 ZebraFish
	$ sudo chgrp tomcat7 ZebraFish
	$ sudo chmod 755 ZebraFish/
```
En este directorio /opt/ZebraFish copiamos los archivos de Python (0h_3D.py, 0h_reprocesar3D.py, 48h_3D.py y 48h_reprocesar3D.py) que son necesarios para generar el volumen 3D de la masa tumoral y que se encuentran en el proyecto dentro de la carpeta ProcessFiles.
Configuramos el perfil de producción en el archivo del proyecto pom.xml para definir el directorio donde se almacenan las imágenes enviadas al servidor. Es necesario detener tomcat con el comando $ sudo service tomcat7 stop.
```
   	<profile>
   		<id>prod</id>
   		<properties>
   			<deployment.url>http://localhost:8080</deployment.url>
   			<files.path>/opt/ZebraFish</files.path>
   		</properties>
   	</profile>	
```
Copiamos el fichero zebrafish.war en la carpeta webapps del servidor de aplicaciones Java Apache Tomcat (/var/lib/tomcat7/webapps). Reiniciamos tomcat con el comando $ sudo service tomcat7 start.
Una vez arrancado el servidor tenemos acceso a la aplicación ZFTool a través del nombre /zebrafish en la url del servidor. Si el servidor está corriendo con los parámetros por defecto el aceso a la aplicación sería a través de la url localhost:8080/zebrafish.

Autores

María José Carreira Nouche, Nicolás Vila Blanco y Marcos Rodríguez López

Citación

Si usas ZFTool, por favor, cita este artículo:

P Cabezas-Sainz, J Guerra-Varela, MJ Carreira, J Mariscal, M Roel, JA Rubiolo, A Sciara, M Abal, L Botana, R Lopez e L Sanchez, “Improving zebrafish embryo xenotransplantation conditions by increasing incubation temperature and establishing a proliferation index with ZFTool”, BMC Cancer, Biomed Central, vol. 3, no. 8, 2018. https://doi.org/10.1186/s12885-017-3919-8

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