Detecção e rastreamento de leucócitos em imagens de microscopia intravital via processamento espaço-temporal

Resumo

Nos últimos anos, um grande número de pesquisadores tem voltado seus esforços e interesses para o estudo in vivo dos mecanismos celulares e moleculares da interação leucócito-endotélio na microcirculação de vários tecidos e em várias condições inflamatórias. O principal objetivo desses estudos é desenvolver estratégias terapêuticas mais eficazes para o tratamento de doenças inflamatórias e autoimunes. Nesses tipos de estudos, o imageamento por microscopia intravital é considerado o método padrão, uma vez que permite a obtenção de imagens com alta resolução temporal e baixa profundidade espacial. Atualmente, a análise de interações leucócito-endotélio em pequenos animais é realizada de maneira visual com o uso de uma sequência de imagens de microscopia intravital. Além de ser demorado, este procedimento pode levar à fadiga visual do observador e, portanto, gerar falsas estatísticas. Neste contexto, esta proposta de pesquisa tem como objetivo estudar e desenvolver técnicas computacionais para a detecção e rastreamento automáticos de leucócitos em vídeos de microscopia intravital. A abordagem proposta pretende combinar resultados do processamento quadro a quadro do vídeo (2D - análise espacial) e os resultados da análise tridimensional (3D - análise temporal) da imagem formada pelo empilhamento de todos os quadros do vídeo. Enquanto o processamento de imagens 2D tem como objetivo produzir informações mais precisas sobre a morfologia celular, o processamento 3D pretende auxiliar tanto na análise dinâmica de movimentação das células como na eliminação de resultados ambíguos de células sobrepostas e artefatos resultantes da segmentação 2D. Neste projeto serão usados vídeos de microscopia intravital obtidos a partir de um estudo da esclerose múltipla realizado com camundongos. Técnicas para a redução de ruído e estabilização do movimento das sequências de imagens comporão a etapa de pré-processamento. Os resultados serão analisados de maneira qualitativa, através da comparação das medidas obtidas pela abordagem da análise visual convencional (com anotações manuais), e quantitativamente, usando a metodologia de curvas ROC para a avaliação do processamento 2D e a medida de Hausdorff para avaliar os caminhos dos leucócitos. (AU)