Modelowanie obrazów cytologicznych z wykorzystaniem procesów punktowych

Prelegent: 

Marek Kowal, Uniwerystet Zielonogórski, Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych

Data: 

08/11/2017 - 13:15

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.