Comunicación
Nº 021
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[Título] [Introducción] [Material y Métodos] [Discusión] [Iconografía] [Bibliografía]
Para cuantificar la psoriasis en secciones histológicas cutáneas teñidas con tricrómico de Masson, desarrollamos varios algoritmos de procesamiento de imagen que han sido reunidos en una misma aplicación de análisis de imagen. Sus componentes principales se muestran en figura 1. Después de un paso preliminar en el que se inicializa el sistema, se carga la escala geométrica y se definen las condiciones de adquisición y medición de las imágenes, el programa se desarrolla en tres partes distintas: 1) captación y digitalización de imagen; 2) procesamiento de la imagen digital; 3) análisis de la imagen procesada.
Las imágenes de muestras cutáneas teñidas con tricrómico de Masson son digitalizadas en color con una resolución de intensidad luminosa de 8 bits (256 niveles) para cada una de las tres gamas RGB. La utilización del objetivo de 4X y de una lente intermedia de 10X entre videocámara y microscopio, proporciona para una imagen de 256x256 pixeles cuadrados un campo óptico de 3.39 mm² con una resolución espacial de imagen de 51.76 µm²/píxel (Fig. 2 A).
La segmentación, identificación y clasificación de las áreas de interés en la imagen digital se realiza mediante una secuencia original de operaciones de procesamiento de imagen, que incluyen "umbralización", filtraje espacial y varias transformaciones lógicas y de morfología matemática.
El tricrómico de Masson tiñe con diferentes matices de rojo la capa cornea y el resto de la epidermis. La "umbralización" de la imagen digital, realizada mediante muestreo interactivo con una pequeña ventana del interior de las áreas de capa córnea y del resto de la epidermis, permite determinar el rango de niveles de la componente roja de la imagen en color en estas áreas23. A continuación, automáticamente se segmentan las zonas de la imagen con valores de la componente roja de color en el rango determinado y correspondientes a capa córnea, epidermis y otros elementos aislados eventualmente presentes en la imagen con el mismo grado de tinción y que constituyen artefactos de tinción o ruido de umbralización. Dada su conformación irregular y discontinua por la frecuente defragmentación, las áreas de capa córnea (Fig. 2 B) se identifican entre los elementos segmentados mediante el simple trazo interactivo de una polilínea que las incluyas.
Una vez aislada la capa córnea, se aplica a los restantes elementos umbralizados un algoritmo de filtraje espacial que automáticamente y en relación a su tamaño elimina los artefactos de tinción que puedan estar presentes en la imagen y los elementos que no son de interés para la cuantificación, aislando las áreas de epidermis (Fig. 2 C). A continuación un algoritmo de morfología matemática24,25 extrae las zonas de dermis (Fig. 2 D) e identifica las áreas correspondientes a folículos pilosos o a glándulas presentes en la dermis.
El aislamiento de las papilas dérmicas se realiza mediante dos algoritmos automáticos y un paso interactivo. Inicialmente una secuencia de operaciones de morfología matemática y de filtraje espacial extrae automáticamente las papilas totalmente incluidas dentro de dos crestas conectadas que pueden encontrarse en cortes de tejido cutáneo afectado por la psoriasis. Sucesivamente y de forma interactiva se traza entre los vértices de las crestas una polilínea que defina la base de las papilas dérmicas. Un algoritmo automático de operaciones lógicas y de morfología matemática considera la polilínea trazada y el área de dermis previamente extraída para aislar de esta las papilas dérmicas en la imagen (Fig. 2 E).
Interactivamente se traza perpendicularmente y a través del espesor de la epidermis una polilínea que pasando por los vértices de las crestas y de las papilas identifica estas últimas y define las direcciones a lo largo de las cuales se miden los espesores de epidermis y de papilas (Figs. 2 C y E). Un algoritmo automático, comparando la polilínea trazada con las áreas de epidermis y de papilas previamente aisladas, determina y separa los segmentos de polilínea que definen respectivamente los espesores de papilas (Fig. 2 E), de crestas (correspondientes a los espesores máximos de epidermis) y de las zonas de epidermis localizadas sobre las papilas (correspondientes a los espesores mínimos de epidermis) (Fig. 2 C). La medición y contaje automáticos de estos segmentos permite determinar los espesores medios de epidermis y papilas independientemente de la orientación de estas en la imagen.
En esta sección todos los elementos de interés de la imagen, aislados y clasificados durante el procesamiento anterior, son medidos automáticamente y mostrados superpuestos a la imagen inicial preelaborada para que se pueda evaluar inmediatamente la precisión de la segmentación (Fig. 2). Así, se cuantifican las áreas de capa córnea, epidermis, dermis y de papilas en mm², el número de papilas, y los espesores medios en mm de papilas y de epidermis (máximos y mínimos). Para cada imagen medida, los valores obtenidos son mostrados en pantalla y almacenados dentro de ficheros ASCII de datos, donde cada línea se refiere a una imagen evaluada y contiene el nombre de la imagen y los valores de todos sus parámetros cuantificados. Esta organización facilita el manejo de los datos y su exportación a cualquier programa externo para ulteriores evaluaciones estadísticas.
