Sistema de Visão Computacional Analisa Células Automaticamente

Um novo sistema de visão computacional desenvolvido por pesquisadores da Universidade Carlos III de Madrid (UC3M) permite a análise automática de vídeos biomédicos capturados por microscopia. O sistema caracteriza e descreve o comportamento das células nas imagens. 

A técnica recém-desenvolvida foi usada para medições em tecidos vivos, o que foi feito por cientistas do Centro Nacional de Pesquisa Cardiovascular. Por meio dessa pesquisa, a equipe descobriu que os neutrófilos, que é um tipo de célula imune, apresentam diferentes comportamentos no sangue durante processos inflamatórios. Além disso, eles descobriram que um dos processos está associado a doenças cardiovasculares. 

A pesquisa foi publicada na revista Natureza.

Habilita Novos Tratamentos

Esses desenvolvimentos podem permitir novos tratamentos para minimizar o impacto dos ataques cardíacos. 

O professor Fernando Díaz de María é chefe do Grupo de Processamento Multimídia da UC3M e um dos autores da pesquisa. 

“Nossa contribuição consiste no desenho e desenvolvimento de um sistema totalmente automático, baseado em técnicas de visão computacional, que permite caracterizar as células em estudo por meio da análise de vídeos capturados por biólogos com a técnica de microscopia intravital”, diz María.

Enquanto os estudos biológicos tradicionais são frequentemente apoiados por análises de algumas centenas de células caracterizadas manualmente, o novo estudo envolveu medições automáticas da forma, tamanho, movimentos e posição em relação ao vaso sanguíneo de alguns milhares de células. Isso possibilita a realização de análises biológicas avançadas com maior significância estatística. 

Vantagens do Novo Sistema

Os pesquisadores dizem que o novo sistema tem várias vantagens quando se trata de tempo e precisão. 

Ivan González Díaz é Professor Associado no Departamento de Teoria dos Sinais e Comunicações da UC3M. Ele também é um dos membros da equipe de pesquisa.

“Não é viável manter um biólogo especialista segmentando e rastreando células em vídeo por meses. Por outro lado, para dar uma ideia aproximada (pois depende do número de células e da profundidade do volume 3D), nosso sistema leva apenas 15 minutos para analisar um vídeo de 5 minutos”, diz Díaz.

A equipe contou com redes neurais profundas para segmentação e detecção de células. Para implantar o sistema no novo contexto, a equipe teve que gerar muitos exemplos de treinamento, e o sistema teve que incorporar várias outras técnicas estatísticas e modelos geométricos. 

O sistema requer um software versátil que pode ser adaptado a outros problemas. 

Miguel Molina Moreno é outro dos pesquisadores.

“Na verdade, já estamos aplicando em outros cenários diferentes, estudando o comportamento imunológico de células T e células dendríticas em tecidos cancerosos. E os resultados provisórios são promissores”, diz Moreno.