Análise e refinamento de métodos de aprendizado de máquina para a morfometria de vasos sanguíneos

• Processo: 21/12354-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de fevereiro de 2022 - 31 de janeiro de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação
• Pesquisador responsável: Cesar Henrique Comin
• Beneficiário: Cesar Henrique Comin
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Redes neurais (computação) Aprendizado computacional Visão computacional Segmentação de imagens Vasos sanguíneos Morfometria
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Morfometria | Redes neurais | segmentação de imagens | vasos sanguíneos | Visão Computacional

Resumo

O sistema vascular possui enorme importância para o correto funcionamento dos mais diversos tipos de tecidos animais. Através da propagação de nutrientes, oxigênio e células sanguíneas, o sistema vascular atua no combate às doenças e inflamações, na homeostase de organismos e em diversos outros processos fisiológicos. Como consequência, a caracterização de vasos sanguíneos possui fundamental importância no diagnóstico de doenças e também para diversas pesquisas de fronteira em biologia. Um aspecto usualmente estudado é a morfometria de vasos sanguíneos, que envolve a definição de propriedades para caracterizar a forma e conectividade da vascularização de tecidos. Dada a grande quantidade de vasos sanguíneos presentes em tecidos celulares, a análise sistemática da morfometria requer a aplicação de metodologias computacionais automatizadas ou semi-automatizadas para o processamento de imagens adquiridas através de diferentes modalidades de imageamento. Neste projeto, serão realizados quatro principais estudos relacionados com diferentes aspectos do processo computacional necessário para a identificação e caracterização de vasos sanguíneos: i) desenvolvimento de técnicas para a interpretação e aprimoramento de Redes Neurais Convolucionais utilizadas na segmentação de vasos sanguíneos; ii) estudo da influência de erros de segmentação na morfometria de vasos sanguíneos; iii) geração de redes vasculares artificiais realísticas para o treinamento de algoritmos de Aprendizado de Máquina e iv) caracterização e correção da topologia de grafos de vascularização utilizando Redes Convolucionais de Grafos. As metodologias desenvolvidas serão utilizadas para o estudo do crescimento e atuação da barreira hematoencefálica de camundongos. (AU)

Publicações científicas

(5)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

BENATTI, ALEXANDRE; DE ARRUDA, HENRIQUE FERRAZ; SILVA, FILIPI NASCIMENTO; COMIN, CESAR HENRIQUE; COSTA, LUCIANO DA FONTOURA. On the stability of citation networks. PHYSICA A-STATISTICAL MECHANICS AND ITS APPLICATIONS, v. 610, p. 14-pg., 2022-12-23. (18/10489-0, 21/12354-8, 15/22308-2)

FREITAS-ANDRADE, MOISES; COMIN, CESAR H.; VAN DYKEN, PETER; OUELLETTE, JULIE; RAMAN-NAIR, JOANNA; BLAKELEY, NICOLE; LIU, QING YAN; LECLERC, SONIA; PAN, YOULIAN; LIU, ZIYING; et al. Astroglial Hmgb1 regulates postnatal astrocyte morphogenesis and cerebrovascular maturation. NATURE COMMUNICATIONS, v. 14, n. 1, p. 20-pg., 2023-08-16. (21/12354-8, 15/22308-2)

TOKUDA, ERIC K.; COMIN, CESAR H.; COSTA, LUCIANO DA F.. Impact of the topology of urban streets on mobility optimization. JOURNAL OF STATISTICAL MECHANICS-THEORY AND EXPERIMENT, v. 2022, n. 10, p. 20-pg., 2022-10-01. (18/09125-4, 21/12354-8, 19/01077-3, 15/22308-2)

DA SILVA, MATHEUS V.; OUELLETTE, JULIE; LACOSTE, BAPTISTE; COMIN, CESAR H.. An analysis of the influence of transfer learning when measuring the tortuosity of blood vessels. COMPUTER METHODS AND PROGRAMS IN BIOMEDICINE, v. 225, p. 11-pg., 2022-07-29. (18/09125-4, 21/12354-8)

LITHOPOULOS, MARISSA A.; TOUSSAY, XAVIER; ZHONG, SHUMEI; XU, LIQUN; MUSTAFA, SHAMIMUNISA B.; OUELLETTE, JULIE; FREITAS-ANDRADE, MOISES; COMIN, CESAR H.; BASSAM, HAYAM A.; BAKER, ADAM N.; et al. Neonatal hyperoxia in mice triggers long-term cognitive deficits via impairments in cerebrovascular function and neurogenesis. Journal of Clinical Investigation, v. 132, n. 22, p. 21-pg., 2022-11-15. (21/12354-8, 18/09125-4)