Bepaling van kernoppervlakte in Feulgen gekleurde celpreparaten en weefselcoupes met behulp van digitale beeldbewerking

Afstudeerscriptie - Niels Dekker

  Begeleiding: drs. J.A.M. Beliën
  Supervisie: prof.dr. J.P.A. Baak

  Afdeling Kwantitatieve Pathologie
  Academisch Ziekenhuis van de Vrije Universiteit
  Amsterdam, januari 1993

Samenvatting

Het vakgebied van de kwantitatieve pathologie houdt zich voor de gradering van tumoren en voor prognose bezig met metingen aan celkernen. Hiervoor moet veel handmatig werk verricht worden. Men kan denken aan het omcirkelen met een muis van celkernen op een computerbeeldscherm. Indien deze metingen geautomatiseerd zouden kunnen worden zou veel eentonig werk uit handen genomen worden en zouden de resultaten hoger reproduceerbaar zijn. Dit is het verslag van een afstudeerproject dat tot doelstelling had een aantal belangrijke stappen te doen die bijdragen aan het streven om oppervlakte-metingen aan celkernen (grotendeels) te automatiseren. Er is met name gekeken naar het probleem van de detectie en beeldsegmentatie van overlappende celkernen.

Voor de detectie van overlap is gekeken naar de bruikbaarheid van het vorm-kenmerk buigingsenergie. De waarde van de buigingsenergie zou volgens de literatuur onderscheidend vermogen hebben tussen objecten met en zonder overlap; een object met overlap zou een significant hogere buigingsenergie hebben dan een object, bestaande uit een enkele celkern. In dit project zijn verschillende definities en implementaties van buigingsenergie voor digitale beelden onderzocht, maar de gewenste duidelijke scheiding tussen waarden van de buigingsenergie voor enkele objecten en voor objecten met overlap is niet gevonden.

Voor de segmentatie van een object dat uit overlappende celkernen bestaat is uitgegaan van de veronderstelling dat celkernen ellipsvormig zijn. Onder deze aanname is een programma ontwikkeld dat de vorm reconstrueert van de celkernen die deel uitmaken van een geheel van overlappende kernen. Dit programma is gebaseerd op meetkundige theorie rond de ellips en is ontwikkeld binnen de beeldbewerkings-ontwikkelingsomgeving SCIL_Image.

Bij evaluatie van het programma bleek dat het wel goed in staat is om overlappende ellipsen van elkaar te scheiden en te reconstrueren, maar dat het bij reële beelden van celkernen vaak nog geen bevredigend resultaat oplevert. Belangrijke oorzaak is dat de vorm van een celkern vaak toch niet volledig met een ellips overeen komt. Daar staat tegenover dat er nog veel informatie die aanwezig is in de reële celbeelden voor dit programma ongebruikt is. Derhalve is het ellips-reconstruerende programma nog geen volledige oplossing van het probleem maar kan er een belangrijke bijdrage toe zijn.


  Niels Dekker
  n.dekker at xs4all.nl
  Curriculum Vitae