Automated evaluation of gamete and embryo quality for assisted reproduction

• Autor(a) principal: Sereno, Diogo Martins Duarte
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/41692
• topic: Reprodução medicamente assistida; Embrião in vitro; Visão por computador; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática

A presente dissertação surge como uma abordagem de carácter exploratório face a um projecto de parceria entre o Centro de Neurociências e Biologia Molecular (CNC), os Hospitais da Universidade (HUC) e o Instituto de Sistemas e Robótica (ISR), cujo principal objectivo é o de estabelecer um método de inspecção automática com base em métodos da área de Visão por Computador que permita proceder a uma avaliação mais rigorosa e objectiva de gâmetas e embriões, visando auxiliar as correntes Técnicas de Reprodução Assistida. Este trabalho consiste num conjunto de etapas sequenciais que permitem com algum rigor fazer uma detecção e classificação de espermatozóides em imagens microscópicas. Procede-se inicialmente a um pré-processamento da imagem alvo de forma a reduzir o ruído indesejado presente nas imagens e a realçar os contornos das estruturas a segmentar. Esta etapa é seguida de um processo de binarização através do cálculo de um limiar simples. São de seguida extraídas as regiões segmentadas através da obtenção das suas caixas envolventes. Os objectos resultantes são multiplicados por um fator de escala que resulta do quociente da sua área com a de um espermatozóide de referência e manipulados geometricamente através do recurso a um método de enquadramento de elipses de forma a facilitar a sua posterior classificação. É extraída a secção intermédia desta região por intermédio da sua segmentação pelo método de Otsu, removendo o fragmento do objecto posterior à região mais escura obtida pela aplicação deste método. De seguida é utilizada uma abordagem com base na recolha de parâmetros morfológicos e num sistema de classificação como base em Máquina de Vetores de Suporte (SVM) aplicada sobre a assinatura dos contornos da cabeça com a finalidade de classificá-la morfologicamente. Este procedimento é seguido por a recolha de um conjunto de parâmetros de forma da secção intermédia para determinar a sua espessura e a possível presença de gotas citoplasmáticas. Procede-se ainda a uma nova segmentação pelo método de Otsu de uma faixa de pixéis em torno do eixo maior da cabeça na imagem processado por forma a determinar a proporção do acrossoma face à zona nuclear. Para efeitos de seguimento da cauda é utilizado um algoritmo com base em binarização local, interpolação quadrática e cálculo do Índice de Semelhança Estrutural (SSIM) de um conjunto de pixéis face a um pixel central. São apresentados os resultados para cada um dos métodos da implementação descritos na dissertação. Conclui-se que o sistema sugerido é uma proposta viável para a detecção e classificação de espermatozóides em imagens microscópicas.