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Deconvolução de corantes H&E por autocodificadores com análises de ensemble learning para imagens histológicas

Processo:22/03020-1
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Projeto Inicial
Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2023
Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2026
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Biomédica
Pesquisador responsável:Thaína Aparecida Azevedo Tosta
Beneficiário:Thaína Aparecida Azevedo Tosta
Instituição Sede: Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São José dos Campos. São José dos Campos , SP, Brasil
Município da Instituição Sede:São José dos Campos
Pesquisadores associados:Leandro Alves Neves ; Marcelo Zanchetta Do Nascimento ; Paulo Rogério de Faria
Bolsa(s) vinculada(s):25/05775-8 - Deep features obtidas de representações LIME e Grad-CAM: uma análise explorando imagens normalizadas H&E, BP.IC
24/00935-4 - Normalização de corantes H&E por autocodificadores com análises de ensemble learning para imagens histológicas, BP.JC
24/00936-0 - Normalização de corantes H&E por autocodificadores com análises de ensemble learning para imagens histológicas, BP.JC
23/18404-2 - Sistemas computacionais para análises de imagens histopatológicas H&E públicas: uma revisão sistemática, BP.IC
23/15834-6 - Método computacional de correspondência espectral para normalização de cores de imagens histológicas H&E por autocodificadores, BP.MS
Assunto(s):Processamento de imagens  Hematoxilina  Corantes  Bioatividade  Diagnóstico de câncer 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Autocodificadores | Correspondência espectral | Deconvolução de cores H&E | Ensemble learning | Grad-CAM | Lime | Processamento de imagens médicas

Resumo

Diagnósticos de câncer podem ser confirmados por análises computacionais e visuais de imagens histológicas. Entretanto, variações de cores dessas imagens podem prejudicar o desempenho de métodos computacionais. Técnicas de normalização podem ser utilizadas para corrigir essas variações provocadas pelo processo de coloração de tecidos com corantes de Hematoxilina-Eosina (H&E), comumente utilizados em práticas clínicas reais. Além disso, técnicas de normalização podem derivar algoritmos de deconvolução, que têm como saída uma imagem para representação de hematoxilina e uma segunda imagem para a eosina. Alguns desafios em trabalhos da literatura tornam ainda necessário o desenvolvimento de novas propostas para o aprimoramento da normalização e da deconvolução. Para isso, propriedades biológicas dos corantes e dos tecidos devem ser utilizadas para permitir uma interpretação biológica válida dessas propostas, e informações contextuais também devem ser consideradas, pela dependência espacial de estruturas histológicas. Assim, neste projeto é apresentada uma proposta para investigar métodos de correspondência espectral que promovam a integração entre esses conceitos com o uso de autocodificadores para a deconvolução de imagens histológicas H&E. Esta proposta será avaliada em imagens histológicas de diferentes tipos de câncer com evidentes variações de cores, a serem mapeadas e identificadas por uma revisão sistemática. Além disso, é esperado que o uso dessa metodologia contribua para as etapas de processamento de sistemas de apoio a diagnósticos. Nessa avaliação, almeja-se obter melhores resultados com o uso da normalização e da deconvolução nas etapas de extração de características e classificação de imagens histológicas. Para isso, este projeto propõe utilizar atributos fractais com diferentes representações, tais como LIME e Grad-CAM. Essas estratégias permitem maior interpretabilidade dos atributos extraídos, com possíveis ganhos na classificação das imagens. Além disso, essas representações serão utilizadas por redes de aprendizagem profunda a fim de avaliar seu desempenho via diferentes modelos de ensemble learning no processo de predição de classes das imagens. (AU)

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Publicações científicas (17)
(As publicações científicas contidas nesta página são originárias da Web of Science ou da SciELO, cujos autores mencionaram números dos processos FAPESP concedidos a Pesquisadores Responsáveis e Beneficiários, sejam ou não autores das publicações. Sua coleta é automática e realizada diretamente naquelas bases bibliométricas)
ROZENDO, GUILHERME BOTAZZO; GARCIA, BIANCA LANCONI DE OLIVEIRA; BORGUE, VINICIUS AUGUSTO TORELI; LUMINI, ALESSANDRA; TOSTA, THAINA APARECIDA AZEVEDO; DO NASCIMENTO, MARCELO ZANCHETTA; NEVES, LEANDRO ALVES. . APPLIED SCIENCES-BASEL, v. 14, n. 18, p. 20-pg., . (22/03020-1)
TENGUAM, JAQUELINE JUNKO; LONGO, LEONARDO H. DA COSTA; ROBERTO, GUILHERME FREIRE; TOSTA, THAINA A. A.; SILVA, ADRIANO B.; DO NASCIMENTO, MARCELO ZANCHETTA; NEVES, LEANDRO ALVES. . SOFTWARE IMPACTS, v. 21, p. 6-pg., . (22/03020-1)
MIGUEL, PEDRO L.; NEVES, LEANDRO A.; LUMINI, ALESSANDRA; MEDALHA, GIULIANO C.; ROBERTO, GUILHERME F.; ROZENDO, GUILHERME B.; CANSIAN, ADRIANO M.; TOSTA, THAINA A. A.; DO NASCIMENTO, MARCELO Z.. . Entropy, v. 27, n. 7, p. 23-pg., . (22/03020-1)
QUARESMA DA SILVA, ANDRE FERNANDO; FREITAS, ANDRE DIAS; DE FARIA, PAULO ROGERIO; NEVES, LEANDRO ALVES; DO NASCIMENTO, MARCELO ZANCHETTA; TOSTA, THAINA A. A.. . 2025 IEEE 38TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COMPUTER-BASED MEDICAL SYSTEMS, CBMS, v. N/A, p. 7-pg., . (22/03020-1)
SILVA, ADRIANO B.; APUMAYTA, JOSE E. B.; TOSTA, THAINA A. A.; MARTINS, ALESSANDRO S.; DE OLIVEIRA, DOMINGOS L. L.; NEVES, LEANDRO A.; DE FARIA, PAULO R.; DO NASCIMENTO, MARCELO Z.. . 2025 IEEE 38TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COMPUTER-BASED MEDICAL SYSTEMS, CBMS, v. N/A, p. 6-pg., . (22/03020-1)
CREPALDI, GABRIEL G.; DE OLIVEIRA, DOMINGOS L. L.; TOSTA, THAINA A. A.; NEVES, LEANDRO A.; SILVA, ADRIANO B.; MARTINS, ALESSANDRO S.; DO NASCIMENTO, MARCELO Z.. . 2025 IEEE 38TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COMPUTER-BASED MEDICAL SYSTEMS, CBMS, v. N/A, p. 6-pg., . (22/03020-1)
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SILVA, ADRIANO B.; ROZENDO, GUILHERME B.; TOSTA, THAINA A. A.; MARTINS, ALESSANDRO S.; LOYOLA, ADRIANO M.; CARDOSO, SERGIO V.; LUMINI, ALESSANDRA; NEVES, LEANDRO A.; DE FARIA, PAULO R.; DO NASCIMEMO, MARCELO Z.; et al. . 2023 IEEE 36TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COMPUTER-BASED MEDICAL SYSTEMS, CBMS, v. N/A, p. 4-pg., . (22/03020-1)
PEREIRA, DANILO C.; LONGO, LEONARDO C.; TOSTA, THAINA A. A.; MARTINS, ALESSANDRO S.; SILVA, ADRIAN B.; ROZENDO, GUILHERME B.; ROBERTO, GUILHERME F.; LUMINI, ALESSANDRA; NEVES, LEANDRO A.; DO NASCIMENTO, MARCELO Z.; et al. . 2023 IEEE 36TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COMPUTER-BASED MEDICAL SYSTEMS, CBMS, v. N/A, p. 6-pg., . (22/03020-1)
TOSTA, THAINA A. AZEVEDO; FREITAS, ANDRE DIAS; DE FARIA, PAULO ROGERIO; NEVES, LEANDRO ALVES; MARTINS, ALESSANDRO SANTANA; DO NASCIMENTO, MARCELO ZANCHETTA. . Biomedical Signal Processing and Control, v. 85, p. 18-pg., . (22/03020-1)