Modelowanie obrazów cytologicznych z wykorzystaniem procesów punktowych

Automatyczna analiza preparatów cytologicznych jest dużym wyzwaniem ze względu na złożoność obserwowanych struktur komórkowych. Klasyczne metody segmentacji takie jak progowanie, aktywne kontury czy metoda wododziałów są efektywne tylko w przypadku, gdy w preparacie można łatwo wyizolować pojedyncze jądra komórkowe. Niestety w przypadku materiału cytologicznego ten wymóg jest bardzo rzadko spełniony. Aby rozwiązać ten problem zaproponowano metodę, która przekształca analizowany obraz do uproszczonej postaci, w której jądra komórkowe są aproksymowane za pomocą obiektów o kształcie kół lub elips. W tym celu założono, że proces powstawania próbki cytologicznej można opisać za pomocą procesu punktowego oznaczonego. Dzięki temu możliwe stało się określenie konfiguracji obiektów zgodnej z zaobserwowanym obrazem cytologicznym z wykorzystaniem estymacji metodą maksimum prawdopodobieństwa a posteriori. Dokładność zaproponowanego podejścia jest oceniania z pomocą obrazów referencyjnych, na których ręcznie oznaczano występujące jądra komórkowe. Stopień dopasowania pomiędzy ręcznie posegmentowanymi jądrami komórkowymi a odkrytymi obiektami jest mierzony z wykorzystaniem odległości Jaccard-a i Hausdorff-a. Ostatecznie dokładności zaproponowanej metody jest porównana z dokładnością transformaty Hough-a. Zbiór testowy składa się z obrazów cytologicznych, fragmentów wirtualnych slajdów przygotowanych dla tkanki raka piersi. Uzyskane rezultaty są obiecujące, ponieważ zaproponowana metoda uzyskała lepsze wyniki od transformaty Hougha w zakresie wskaźnika pozytywnie fałszywych detekcji. Modele obrazów cytologicznych mogą zostać wykorzystane do inicjalizacji metod segmentacji precyzyjnej wyznaczających kształt jąder komórkowych, analizy cech morfometrycznych lub przestrzennej topologii materiału w próbce.