Методика подсчета числа ядер клеток на медицинских гистологических изображениях

Abstract

В статье исследуется методика автоматического подсчета числа ядер клеток на гистологических изображениях. Эта операция широко применяется при диагностике различных заболеваний и морфологическом анализе клеток. В связи с этим, процедура автоматического подсчета числа ядер клеток является ключевым этапом в системах микроскопического анализа медицинских изображений гистологических препаратов. Основной целью работы была разработка эффективной схемы автоматического подсчета ядер клеток на основе современных методов обработки изображений: направленной фильтрации, адаптивной бинаризации изображений и математической морфологии. В отличие от известных исследований, представленный подход не предусматривает сегментацию ядер клеток на изображении, а лишь предполагает их обнаружение и подсчет их количества. Это позволяет избежать сложных алгоритмических вычислений и обеспечивает хорошую точность подсчета ядер клеток. В работе описан ряд экспериментов, выполненных для оценки эффективности предложенной методики с использованием доступной в интернете тестовый базы медицинских гистологических изображений. Определены критичные параметры алгоритмов, настраиваемые на каждом этапе анализа изображений. Для каждого параметра определен интервал тестируемых значений, а затем реализована процедура выбора не только оптимальных значений каждого параметра, но их из взаимная комбинация, на основе общепринятых количественных оценок точности (Precision) и полноты (Recall). Полученные результаты сравнивались с последними достижениями в данной области и показали приемлемый уровень точности предложенной методики. Прототип программного обеспечения, разработанного в рамках проведенного исследования, можно рассматривать как автоматический инструмент для анализа ядер клеток. Разработанный подход может быть адаптирован к различным задачам анализа ядер клеток различных органов.