Métodos de micrografía automatizada para examen de frotis citológico y creación de laminas virtuales [recurso electrónico] / Carlos Morales Carbajal ; director Miguel Enrique Bravo Zanoguera

Maestría y Doctorado en ciencias e ingeniería

Tesis (Maestría) - Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Ingeniería, Mexicali, 2016.

En el presente trabajo se entiende a un sistema de micrografía automatizada como la integración entre un microscopio óptico, un sistema de adquisición de imágenes digital, y la de un escáner para preparaciones biológicas de microscopio. Y en donde además se consideran las técnicas de análisis de imagen y un lenguaje de programación para la tarea de
controlar el proceso de barrido automático y la calidad de enfoque de la lámina. Esto permite el posicionamiento en regiones de interés y la identificación de objetos en la muestra, así como la formación y visualización de una lámina virtual de todo el extendido. La microscopia digital ayuda en el análisis, archivado e interpretación de los enormes bancos de datos de
imágenes que se generan en el barrido de la muestra, así como en el resultado de su análisis. Este tipo de medición automatizada es útil en áreas como la metalografía, agricultura y patología médica, entre otras. Para ver el rendimiento de los métodos automatizados investigados se manejaron dos casos de aplicación: un caso fue de frotis citológico, y específicamente lo que a nivel regional es muy necesario, la determinación de tuberculosis (baciloscopia), y la otra aplicación fue la creación de láminas virtuales para la visualización de micorriza en plantas. La investigación realizada aborda problemas particulares en la integración del sistema como lo son el control de la posición del eje Z para lograr autofoco en la captura de imágenes, el barrido lateral en 2D de la muestra analizada, la iluminación no uniforme en las imágenes y su corrección, la validación de la referencia que se genera de los especialistas que identificaron al bacilo sobre una imagen, el algoritmo de segmentación para la identificación del bacilo en base a nivel de color y tamaño, y lo referente al manejo de la memoria de la computadora para la creación y almacenamiento de láminas virtuales. Consecuentemente, se obtuvieron estos resultados: el algoritmo de detección del bacilo presenta una sensibilidad de 72.60 % y una especificidad de 99.72 %, el sistema de autofoco
trabaja en lazo abierto con corrección “Backlash” (zona muerta) con un error promedio de Métodos de micrografía automatizada para examen de frotis citológico y creación de láminas virtuales
3.9 μm, la referencia en la determinación del bacilo por los especialistas es validada por un estudio estadístico de prueba de normalidad, en las imágenes digitales se compensó la
iluminación no uniforme utilizando un filtro digital gaussiano 2D de imagen con un ajuste a 5 intensidades de pixeles en su desviación estándar, se obtiene una velocidad de captura
aproximada de 20 imágenes por minuto, y se creó una la lámina virtual compuesta por 1176 imágenes digitales de 640x480 pixeles, ocupando un espacio de 23.4 Mbytes con un tiempo
de 10 minutos en el proceso de ensamblaje de la lámina virtual. Esperamos que el trabajo sirva de base para futuros proyectos orientados a los sistemas de micrografía automatizada en ayuda al diagnóstico y/o creación de preparaciones virtuales.