Segmentação e análise de imagens digitais de metáfases cromossômicas em bandeamento G

Abstract

Resumo: A possibilidade de auxiliar diagnósticos genéticos, como na identificação de anomalias, com resultados em curto espaço de tempo, agiliza e direciona condutas de tratamento. O desenvolvimento do sistema semiautomático facilita o trabalho do geneticista. O processo de identificação dos cromossomos é prejudicado ao analisar imagens obtidas de fotomicrografia de baixa qualidade e resolução. Estudos citogenéticos automáticos de cromossomos metafásicos, por meio do Processamento Digital de Imagens (PDI), levam ao aperfeiçoamento e precisão no processo da especificação dos mesmos. Neste contexto, construir uma ferramenta computacional para facilitar o processo de identificação de cromossomos foi a motivação para esta pesquisa. A metodologia adotada é apresentada em três métodos diferentes, comparativos com o método genérico PDI de identificação do problema, aquisição da imagem, pré-processamento, segmentação, extração de características, reconhecimento, interpretação e resultado. Todas as imagens utilizadas foram de metáfases cromossômicas em bandeamento G. Para os Métodos 1 e 2 foram analisadas 30 imagens do roedor Akodon montensis do banco de imagens pertencentes ao acervo fotomicrográfico do Laboratório de Citogenética Animal, Departamento de Genética, Setor de Ciências Biológicas da UFPR. Para os Métodos 2 e 3 foram analisadas 30 imagens de cromossomos humanos (Homo sapiens), do banco de imagens Zooweb Karyotypes, Human Karyotypes for teaching, Wisconsin State Laboratory of Hygiene. O Método 3 foi subdividido em duas etapas, que apresentou resultados diferentes. Após diversos testes e estudos, verificou-se que o Método 3, mesmo com a divisão das etapas, foi o que teve melhor desempenho e resultados esperados no agrupamentos das classes cromossômicas A,B,C,D,E,F,G. O uso das das técnicas de PDI mostrou que os resultados dependem da qualidade da imagem utilizada para se extrair as informações. No método 3/1 a análise de medidas de área obteve validação em todos os resultados com 76% de acerto. O método 3/2 obteve o reconhecimento do método LBP, histograma e comparação chi quadrado, com taxa de reconhecimento em 55%. Os resultados do histograma LBP trouxeram um nível de reconhecimento aceitável, porém a caracterização por medidas teve maior reconhecimento.