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Presentación de una práctica de análisis de imagen utilizando el programa SCION IMAGE.
Riánsares Arriazu Navarro[1]
(1) ÁREA DE HISTOLOGÍA. DEPARTAMENTO DE CIENCIAS MÉDICAS BÁSICAS. FACULTAD DE MEDICINA. UNIVERSIDAD CEU-SAN
PABLO. Madrid. ESPAÑA
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Resumen
citalopram side effects 20mg buy citalopram INTRODUCCIÓN: La digitalización de imágenes presenta numerosas ventajas en la práctica de la Anatomía Patológica, ya que permite almacenar, copiar, incluir las imágenes en informes o presentaciones, enviarlas por e-mail, etc. Además nos permite analizarlas mediante programas informáticos. Los sistemas de análisis de imagen están diseñados para extraer información de una imagen y transformarla en valores numéricos. De esta manera podemos obtener información, entre otros, sobre la forma, área y densidad óptica.
OBJETIVOS: El objetivo de la práctica es que los alumnos de primero de medicina aprendan a procesar y analizar imágenes utilizando el programa Scion Image, para ello se medirá la densidad óptica de los núcleos de células epiteliales, teñidos mediante la técnica de Feulgen.
CONCLUSIONES: La realización de la práctica resultó de gran interés al alumnado. Les permitió comprobar la utilidad del análisis de imagen para obtener valores numéricos y para poder comparar resultados que, a simple vista, eran imperceptibles.
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Introducción
El análisis de imagen se basa en el procesamiento de imágenes procedentes de un microscopio, de modo directo o a través de fotografía que pueden ser escaneadas.
La digitalización de imágenes presenta numerosas ventajas en la práctica de la Anatomía Patológica, ya que permite almacenar, copiar, incluir las imágenes en informes o presentaciones, enviarlas por e-mail, etc. Además nos permite analizarlas mediante programas informáticos. Los sistemas de análisis de imagen están diseñados para extraer información de una imagen y transformarla en valores numéricos. De esta manera podemos obtener información, entre otros, sobre la forma, área y densidad óptica.
Por todo ello, se diseñó una práctica donde se emplearan imágenes digitalizadas y al alumno tuviera que estudiarlas desde un punto de vista cualitativo y cuantitativo. En este último caso se utilizó un programa de análisis de imagen.
El presente trabajo tiene como objeto compartir la práctica realizada con los alumnos de primero de la Licenciatura en Medicina durante los cursos 2005-2006 hasta 2007-2008.
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Objetivos de la Práctica
Los objetivos planteados para el desarrollo de la práctica fueron los siguientes:
1) Procesar y analizar imágenes con el programa Scion Image.
2) Medir la densidad óptica de los núcleos de células epiteliales teñidos mediante la técnica de Feulgen.
Para llevar a cabo estos objetivos se utilizaron cortes de próstata ventral de rata teñidos mediante la técnica de Feulgen, para, posteriormente, poder determinar la cantidad de cromatina. Si una célula está en G0 (reposo), poseerá una cantidad simple de ADN y el núcleo se teñirá en un tono rosa o rojo débil. Sin embargo, si la célula está en fase S (duplicación del ADN) o en división activa, presentará el doble de ADN y se teñirá en un tono rosa o rojo intenso.
Se analizaron 20 imágenes en total, distribuidas en dos grupos. El primero de ellos era el grupo control, en el cual se podían observar acinos prostáticos con un epitelio simple cúbico o cilíndrico, y el segundo, corresponde al grupo de displasias, obtenidas mediante administración oral de cloruro de cadmio.
El programa con el que se realizará la práctica es el Scion Image Beta 4.02 Win. Scion image es un freeware (software de dominio público) que permite procesar y analizar imágenes. La última versión de este software está disponible en la página web de Scion Corporation: http://www.scioncorp.com/frames/fr_scion_products.htm y se puede bajar gratis.
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Procedimiento
A continuación se detalla, paso a paso, el protocolo facilitado al alumnado para la realización de la práctica.
Para comenzar una sesión de trabajo, haga clic sobre el icono ScnImage en el escritorio o en el menú INICIO, PROGRAMAS, SCION IMAGE.
Al abrirse, en el escritorio aparecerán una serie de ventanas independientes (fig. 1).
Los pasos a seguir a continuación serán los siguientes:
- Abrir imágenes: File: Open
El software permite trabaja con imágenes tipo BMP y TIFF, cualquier otro formato no es compatible con el programa.
- Se abrirán dos imágenes (fig. 2):
a) Una con el nombre del archivo seleccionado y entre paréntesis (Red)
b) Otra que pone "Indexed Color"
- Se trabajará con la que se llama “Indexed color”, la otra se cerrará.
- Como la imagen está en color, habrá que transformarla a escala de grises, para ello: Process: Convert to Grayscale
- Se elimina el polvo de la imagen: Process: Smoth
- Se va a medir la cantidad de ADN nuclear en células epiteliales, por ello, hay que asegurarse de que los núcleos están bien separados. Se trabajará con muestras histológicas en las que se pueden observar los núcleos de las diferentes células muy próximos entre sí o, incluso, dar la impresión de que están juntos. Para evitar que el programa mida el ADN de dos células (núcleos) como si fuera una sola, se utilizará la herramienta Freehand line (barra de herramientas: Tools) para separar los núcleos (fig. 3).
Nos ponemos en la zona que queremos separar, se pulsa el botón izquierdo del ratón y se arrastra hasta dibujar la línea.
Una vez realizada esta operación se borra la zona seleccionada, para ello: Edit: Clear
- Analyce: Options. Aparece una ventana (fig. 4) en la que se debe selccionar: Mean Density (densidad media), Wand Auto-Measure (para que la medida sea automática) y Adjust Areas (porque tiende a subestimar valores pequeños).
- Analyce: Show Results. Abre una nueva ventana donde se irán registrando los valores de las distintas medidas realizadas (fig. 5).
- A continuación se aplicará un umbral de discriminación de la imagen, con el fin de que todos los pixeles situados dentro de dicho umbral sean considerados como parte del objeto, mientras que el resto sea tratado como ruido. Así obtenemos una imagen binaria en dos tonos. Para ello: Options: Density slice.
Se activa la barra LUT, en la que aparece una banda roja, y en la barra TOOLS se activa la herramienta correspondiente (fig. 6).
- Desplazar la banda roja en la barra LUT, hacia arriba hasta que se vea que los núcleos aparecen en rojo (fig. 7). Este paso hay que hacerlo con cuidado, ya que el desplazamiento excesivo no discriminará entre los núcleos y el ruido.
En este momento la imagen está preparada para llevar a cabo la cuantificación.
- Para marcar la zona a medir, seleccionar, en la barra TOOLS, la varita mágica (fig. 8).
- Para medir, hacer clic con la varita sobre la zona marcada en rojo (núcleo). Aparecerá un número sobre la zona seleccionada que corresponde al número de dato que se mostrará en la ventana RESULTS (fig. 9).
- Cuando se termine de marcar los núcleos, se procederá a guardar los datos obtenidos. Los pasos a seguir son:
a) Activar la ventana de resultados (RESULTS).
b) Edit: Copy Measurements.
c) Edit: Show Clipboard.
d) Con la ventana CLIPBOARD activa: File: Save as...
e) Guardar en formato .txt.
14. Una vez guardados los resultados de la imagen, se cerrará sin guardar los cambios realizados.
- El resto de ventanas permanecerán abiertas y se procederá a borrar la ventana de resultados, para que esté disponible para medir una segunda imagen. Para ello: Analyse: Reset.
- Abrir la siguiente imagen y repetir los pasos anteriores. Si no se ha cerrado el programa, se mantendrán las condiciones de medida, es decir, si se vuelve a abrir la ventana de Options (Analyse: Options) deberán estar seleccionados Mean Density, Include Interior Holes, Wand Auto-Measure y Adjust Areas.
Una vez realizadas las medidas de las 20 imágenes se procesaron y analizaron los resultados obtenidos, para ver si existen diferencias entre los dos grupos estudiados. Para el análisis estadístico se utilizó el programa SPSS (Statistical Product and Service Solutions).
Figura 1. - Aspecto del programa Scion Image al abrirse
Figura 2. - Al selccionar la imagen a cuantificar aparecen dos ventanas con la misma.
Figura 3. - Barra de herramientas (Tools) con la herramienta Freehand Line seleccionada
Figura 4. - Ventana de opciones de medida
Figura 5. - Apertura de ventana de resultados
Figura 6. - Herramientas necesarias para aplicar el umbral de discriminación.
Figura 7. - Aspecto de la imagen tras aplicar el umbral de discriminación correctamente.
Figura 8. - Barra de herramientas (Tools) con la varita selccionada.
Figura 9. - Ejemplo de cómo aparecen las medidas realizadas
Figura 10. - Aspecto de la pantalla en el momento de guardar los resultados obtenidos.
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Consideraciones
Tras la exposición de la práctica y la demostración del procedimiento, los alumnos comenzaron a cuantificar la cantidad de ADN en las muestras control (comenzamos por estas por ser más sencillas a la hora de procesar).
Al enfrentarse por primera vez a la práctica, les surgieron pequeños problemas metodológicos que se solucionaron en el acto, de manera que iban adquiriendo experiencia y autonomía a la hora de procesar la imagen. La duda principal que les surgía era si el umbral de discriminación aplicado era el correcto. Este aspecto se trabajó individualmente hasta que consolidaron su criterio.
Con todo esto el alumno ya estaba preparado para enfrentarse a imágenes más complejas como son las correspondientes a las displasias.
Al principio, cuando miraron las imágenes por primera vez, les pareció que la intensidad de la tinción era igual en todos los caso y estaban convencidos que todos los datos que obtendrían sería iguales. Tras realizar el análisis estadístico pudieron observar que estaban equivocados, que lo que a simple vista parecía igual, al cuantificarlo había dado diferencias.
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Conclusiones
La realización de la práctica resultó de gran interés al alumnado. Les permitió comprobar la utilidad del análisis de imagen para obtener valores numéricos y para poder comparar resultados que, a simple vista, eran imperceptibles.
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COMUNICACIONES