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XII INDICE DE TABLAS 6.3. Desempe˜ no de los clasificadores empleando todas las caracter´ ısticas109 6.4. Desempe˜ no de los clasificadores usando la caracter´ ıstica X 79 . . . 110 6.5. Desempe˜ no de los clasificadores sobre las caracter´ ısticas relevan- tes propias de cada configuraci ´ on .................. 110 6.6. Desempe˜ no de los clasificadores empleando las tres caracter´ ısti- cas m´ as relevantes en todas las configuraciones .......... 111 6.7. Desempe˜ no del mejor clasificador sobre las caracter´ ısticas rele- vantes C 1 ,C 2 ............................ 112 6.8. Desempe˜ no promedio de la clasificaci´ on integrada sobre carac- ter´ ısticas relevantes ......................... 114 6.9. Desempe˜ no de la clasificaci´ on integrada sobre todas las carac- ter´ ısticas ............................... 114 6.10. Sensibilidad promedio de la clasificaci´ on integrada con todas las caracter´ ısticas ............................ 115 6.11. Especificidad promedio de la clasificaci ´ on integrada con todas las caracter´ ısticas ............................ 115

XII INDICE DE TABLAS - Universidad Nacional De Colombia · Esta tesis resume el trabajo multidisciplinario de m´edicos, ingenieros electr oni-´ cos y matem´aticos realizado por

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XII INDICE DE TABLAS

6.3. Desempeno de los clasificadores empleando todas las caracterısticas1096.4. Desempeno de los clasificadores usando la caracterıstica X79 . . . 1106.5. Desempeno de los clasificadores sobre las caracterısticas relevan-

tes propias de cada configuracion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1106.6. Desempeno de los clasificadores empleando las tres caracterısti-

cas mas relevantes en todas las configuraciones . . . . . . . . . . 1116.7. Desempeno del mejor clasificador sobre las caracterısticas rele-

vantes C1,C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1126.8. Desempeno promedio de la clasificacion integrada sobre carac-

terısticas relevantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1146.9. Desempeno de la clasificacion integrada sobre todas las carac-

terısticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1146.10. Sensibilidad promedio de la clasificacion integrada con todas las

caracterısticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1156.11. Especificidad promedio de la clasificacion integrada con todas las

caracterısticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

Capıtulo 1

Introduccion y antecedentes

Los grandes trabajos no son hechos con la fuerza, sino con la perseverancia.Samuel Johnson (1704-83).

1.1. Introduccion

El Lupus Eritematoso Sistemico, la Esclerodermia y la Dermatomiositis sonenfermedades del tejido conectivo, auto inmunes que afectan especialmente orga-nos internos tales como: los pulmones, los rinones y el corazon. Hasta la fechano tienen cura; sin embargo, si son detectadas a tiempo, son controlables. La inci-dencia de estas enfermedades es mas frecuente en mujeres que en hombres, a unarazon 5:1 para personas en el rango de edades entre 15 a 40 anos. En [1] reportanun estudio realizado en 2005, donde 161.000 a 322.000 adultos en Estados Unidospadecıan Lupus, mientras que la incidencia de la esclerodermia en Europa es de42 personas por cada 100.000 habitantes (datos de 2002).

2 CAPITULO 1. INTRODUCCION Y ANTECEDENTES

Esta tesis resume el trabajo multidisciplinario de medicos, ingenieros electroni-cos y matematicos realizado por mas de 4 anos, orientado a desarrollar una herra-mienta soporte al diagnostico medico de las enfermedades vasculares del tejidoconectivo usando imagenes capilares. La herramienta desarrollada contiene apor-tes en las tecnicas en procesamiento digital de imagenes y tecnicas de reconoci-miento de patrones.

Este documento esta organizado de la siguiente forma: en el primer capıtulo, sepresenta una breve resena historica de la capilaroscopia, del procesamiento digitaly el reconocimiento de patrones enfocado al diagnostico medico. En el segundocapıtulo se presentan el procesamiento digital de las imagenes capilares. En loscapıtulos tercero, cuarto y quinto, se desarrollan los procesos de reduccion dedimensionalidad. En el capıtulo sexto, se muestra el sistema soporte al diagnosticodermatologico. Finalmente en el capıtulo septimo, se presentan las conclusionesde esta investigacion y los trabajos futuros.

1.2. Antecedentes

1.2.1. Antecedentes en capilaroscopiaLas enfermedades del tejido conectivo, o enfermedades del colageno, son en-

fermedades del sistema inmunologico en las que se forman autoanticuerpos diri-gidos contra el colageno, que es la principal proteına del tejido conectivo. Entreellas se destacan el Lupus Eritematoso, la Artritis Sistemica, el Fenomeno de Ray-naud y la Dermatomiositis [2], [3], [4], [5].

Algunas de las caracterısticas mas relevantes del Lupus Eritematoso reporta-das en [1] son: Erupcion cutanea, posibles lesiones en organos internos, alteracionen el funcionamiento del sistema inmunologico, erupcion en alas de mariposa dela cara (ver Figura 1.1 (a)), lesiones cardıacas y alteraciones en la funcion renaly pulmonar entre otras. Cuando esta avanzada la enfermedad, se pueden observarlas lesiones a simple vista (ver Figura 1.1 (b)).

Por otro lado, el fenomeno de Raynaud es una anomalıa vascular presenteen etapas tempranas de las enfermedades vasculares del tejido conectivo, carac-terizada por episodios de vasoespasmo de los vasos sanguıneos perifericos. El

1.2. ANTECEDENTES 3

Figura 1.1: (a) Erupcion en alas de mariposa. (b) Erupcion cutanea

vasoespasmo se ve inducido por diferentes estımulos tales como el frıo y los di-ferentes estados emocionales, ocasionandose cambios en el color, temperatura ysensibilidad de la piel en los dedos y otras zonas acrales. La piel pasa de modocaracterıstico por una serie de alteraciones de color: palidez, cianosis y enrojeci-miento [6]. Algunas caracterısticas del Fenomeno de Raynaud son: la existenciade depositos anormales de tejido endurecido (ver Figura 1.2), el cual puede depo-sitarse en la piel, los pulmones, el intestino, el corazon y los rinones; y dificultaden el flujo del torrente sanguıneo.

Figura 1.2: (a) Tejido endurecido, cara posterior de la mano. (b) Tejido endureci-do, dorso de la mano.

En [7], se afirma que el Lupus Eritematoso Sistemico (LES) es el mas diverso

4 CAPITULO 1. INTRODUCCION Y ANTECEDENTES

de las enfermedades autoinmunes o enfermedades vasculares del tejido conectivo,ya que puede afectar a cualquier organo del cuerpo y mostrar un amplio espec-tro de manifestaciones clınicas e inmunologicas. Una pregunta que surge es ¿sila edad en la aparicion de la enfermedad, el sexo, o el patron de autoanticuerpos,entre otros factores, pueden modificar la enfermedad?. Varios investigadores hanabordado este problema con resultados controvertidos. Esto es probablemente de-bido al pequeno numero de pacientes que han sido analizados, la disparidad en loscriterios de seleccion para la inclusion de los pacientes, o de la definicion de lasvariables que las caracterizan.

Por otra parte, en los ultimos anos, tanto la morbilidad y la mortalidad delLES se han modificado debido a una serie de razones posibles, incluida un mejorconocimiento de sus mecanismos patogenicos y factores pronosticos, ası como eluso de regımenes inmunosupresores. Se ha sugerido que el espectro de las mani-festaciones clınicas, ası como las causas de la muerte son diferentes dependiendodel tiempo de evolucion de la enfermedad. Ademas, se ha postulado que el LEStiende a entrar en remision en muchos pacientes despues de un largo tiempo deevolucion.

Una de las tecnicas mas empleadas para el estudio de estas enfermedades esla capilaroscopıa del tejido conectivo [8]. La historia de la capilaroscopıa co-menzo hace aproximadamente unos 200 anos [9]. El fısico italiano Giovanni Ra-sori (siglo XVIII), describio la relacion cercana entre la inflamacion conjuntiva yla presencia de nudos en los capilares, que se hacıan visibles por medio de aumen-tos opticos con lentes.

Rasori afirmo que las partes donde las inflamaciones conjuntivas y los nudos seforman, llegan a desarrollarse anormalmente permitiendo diferenciar el fenomenode Raynaud (Raynaud Phenomenon-RP), como un fenomeno primario y secunda-rio que se presenta en diferentes enfermedades [10].

En 1912 se descubrio que los capilares de la piel en el area periungueal, puedenser observados mas facilmente en humanos, empleando un microscopio despuesde la aplicacion de unas gotas de aceite [11]. En 1916, Weiss estandarizo la tecni-ca capilaroscopica y pudo tomar imagenes de los capilares usando una camara. En1925, se emplearon analisis de capilaroscopıa para mostrar en detalle las anorma-lidades que caracterizan la envoltura de las microvascularidades en el fenomenode Raynaud y en Esclerosis Sistemica [12].

1.2. ANTECEDENTES 5

La capilaroscopıa fue poco utilizada por algunas decadas, pero en [13] repor-tan que gracias al trabajo de Hildegard Maricq y Carwile LeRoy, quienes hallaronelementos para la caracterizacion del fenomeno de Raynaud, en la segunda mitaddel siglo XX la capilaroscopia toma auge. En efecto, en 1973, estos autores pu-blicaron el primer artıculo sobre artritis y reumatismo, para describir los patronescapilaroscopicos especıficos de la esclerosis sistemica. Ademas, en 1976, estosmismos autores observaron una modificacion en la continuidad del flujo de san-gre en los capilares: en presencia de esclerosis sistemica el flujo es mas lento.

A finales de los noventas con la aparicion del videocapilaroscopıa, se realizanestudios de la microscopia capilar [14]. Empleando esta tecnica, en [15] reclasifi-caron tres patrones de capilares en el tejido periunguear, que se consideran utilespara determinar la aparicion y progreso de la Microangiopatıa Esclerodermica.Segun [16], estos tres patrones son imagenes de caracterısticas de enfermedadtemprana, activa y tardıa.

En cuanto a la determinacion de los patrones especıficos de la enfermedad,inicialmente se encontro que los pacientes con patrones capilaroscopicos de Es-clerosis Sistemica son mas susceptibles a tener hemorragias ungueales como partedel dano microvascular que experimentan [17]. Asimismo, los hallazgos capila-roscopicos del lecho ungueal pueden usarse para el diagnostico y determinacionde la severidad de la esclerosis sistemica, como fue reportado en [18] y [19].

En [20], se observa que en la deteccion temprana se tienen capilares gigantesy microhemorragias en la capilaroscopia del pliegue ungueal (patron de Esclero-dermia Temprana); un aumento de estas caracterısticas y la adicion de perdidas decapilares es signo de un patron activo, mientras que la presencia de neoangiogene-sis, fibrosis y desertificacion se considera como patron tardıo.

La sensibilidad de los criterios de clasificacion del American College of Reuma-tology, para la esclerosis sistemica aumenta de 67 a 99 % con la adicion de lasanteriores caracterısticas de la Capilaroscopia del Pliegue Ungueal [21]. La capi-laroscopia provee informacion que es importante para la evaluacion diagnostica yel seguimiento del paciente en el contexto de enfermedades del tejido conectivo[22], [23], [24], [25].

En [26] senalan que la capilaroscopia se ha identificado entonces como una

6 CAPITULO 1. INTRODUCCION Y ANTECEDENTES

tecnica esencial de imagenes usada en el estudio de la microcirculacion y una delas mejores herramientas de diagnostico para la deteccion temprana de enferme-dades del tejido conectivo. Sin embargo, a pesar del aumento del interes en la mi-croscopıa capilar, todavıa existe una discrepancia sorprendente entre su aplicacionpotencial y su aun limitado uso en la practica reumatologica. Este contraste es sor-prendente porque pocas tecnicas diagnosticas pueden combinar las caracterısticaspositivas tıpicas de la capilaroscopia: bajo costo, no invasividad, reproducibilidad,alta sensibilidad, buena especificidad y facil interpretacion de los resultados.

La carencia de guıas y recomendaciones con respecto a la forma adecuadade como realizar una capilaroscopia y la interpretacion de las anormalidades ca-pilaroscopicas, pueden representar unos de los mayores obstaculos para su usogeneralizado; lograr unificar y generar herramientas automaticas que ayuden aldermatologo es entonces una tarea abierta. Algunos autores opinan que se debealentar un desarrollo progresivo de la capilaroscopia como un examen de rutinaen enfermedades reumatologicas.

El uso de la capilaroscopia para diagnostico de enfermedades no solo reumati-cas, tales como la psoriasis, ha permitido estudiar como cambia la morfologıacapilar en esta enfermedad [27]. Tambien se ha usado la capilaroscopia notandocambios evidentes en el segmento trasversal en los capilares de personas con dia-betes [28]; pero sin duda no se debe olvidar que Maricq y sus colaboradores reali-zaron los aportes mas significativos en cuanto a descripciones morfologicas de loscapilares [29]. En Colombia el primer artıculo fue publicado en 1988 en la revis-ta acta medica colombiana, donde se examinaron 65 pacientes con enfermedadesdel tejido conectivo en los que se confirmaron algunos patrones morfologicos yreologicos caracterısticos presentes en cada uno de los pacientes valorados [30].

Culoto y colaboradores [31] discrepan con Riccieri y colaboradores [26], puesidentificaron deficiencias en la cantidad de pacientes disponibles para los estu-dios, lo que hace necesario realizar mas estudios clınicos y epidemiologicos paraestandarizar mejor los patrones capilaroscopicos.

Ante la dificultad para encontrar pacientes afectados por las patologıas, serequiere adquirir informacion con patrones capilaroscopicos, que permitan el ade-cuado tratamiento de los datos para caracterizar cada una de las patologıas deltejido vascular en particular, involucrando procesamiento digital de imagenes einteligencia artificial [32].

1.2. ANTECEDENTES 7

1.2.2. Antecedentes en reconocimiento de patrones orientadoal diagnostico

Temas tratados en las tres ultimas decadas, relacionados con reconocimien-to de patrones y procesamiento digital de senales como soporte al diagnosticomedico de enfermedades son presentados a continuacion. Uno de los primerosmetodos, para el analisis informatico de imagenes fotograficas, consistio en utili-zar la retroalimentacion digital desde el equipo de procesamiento optico (escanerde vuelo in situ), para aislar las regiones mas importantes o relevantes de la ima-gen y se presento en [34].

En [35], se desarrolla un sistema de teleprocesamiento para el uso en medicinanuclear, con el objetivo de procesar imagenes estaticas e imagenes dinamicas, rea-lizando ajustes en las curvas que conforman los objetos analizados. Existen dosdesventajas: el uso de un supercomputador y una buena taza de trasferencia de losdatos por lıneas telefonicas ademas, se muestra que al reducir el volumen de datostransferidos se lograba agilizar el proceso a traves de tecnicas inteligentes.

En 1985, Tsotsos [36] realizo una descripcion depurada de los terminos yfases en el analisis asistido por computador sobre problemas con el ventrıculo iz-quierdo; la dinamica analizada utiliza modelos matematicos y conceptos teoricoselaborados, de difıcil acceso para los medicos. Propone enfatizar en tecnicas deinteligencia artificial o representacion del conocimiento para tratar estas dolen-cias, pues no requieren vastos conocimientos por parte de los medicos.

En 1985, Buckley y colaboradores en [37] realizan un sistema experto conlogica difusa para uso en procesamiento digital de imagenes medicas en general;las reglas usan vectores de entrada, vectores de salida y conforma un conjuntodifuso recursivo que ajusta los patrones a prototipos ideales. En 1987, Hasman en[38] realiza una revision del procesamiento digital de la informacion en medicina,explorando el uso de etapas clasicas tales como manejo de bases de datos, calculoscomplejos, reconocimiento de patrones y sistemas expertos. Ademas ındica por-que los sistemas de computo no pueden reemplazar a los medicos, pero si logranser buenas herramientas para el apoyo al diagnostico.

8 CAPITULO 1. INTRODUCCION Y ANTECEDENTES

En 1992-1993 [39], [40] se presentaron dos revisiones interesantes de los di-ferentes metodos de segmentacion de imagenes 2D y 3D, aplicados en particulara imagenes medicas en radiologıa. Se propone el uso de segmentadores semiau-tomaticos para procesar imagenes complejas que requieran gran conocimiento apriori, o que involucren la separacion de zonas que tienen bajo contraste. En el93 Wells [41], realiza una descripcion analoga a la de Gabor pero con image-nes de ultrasonidos. En 1999, Robb [42] reporta un sistema de seguimiento delas contracciones del ventrıculo izquierdo del corazon, usando procesamiento deimagenes y transmision de datos para comparar los estados de los pacientes en-contrados con los estados normales de la actividad cardıaca.

En el 2000, Horsch y colaboradores [43] realizan una descripcion de ciertaspatologıas presentes en imagenes de tumores de tomografıas, rayos X y vıdeos deendoscopias, los cuales se encuentran en internet, con el objeto de entrenamientoy ensenanza para diagnosticos medicos y el estudio de tecnicas de procesamientodigital de imagenes.

En 2001, Kononenko en [33] da una breve descripcion historica de las tecni-cas de aprendizaje de maquina o reconocimiento de patrones, para el diagnosticomedico, resaltando las propiedades que debe tener cualquier maquina para diag-nosticar problemas medicos: buen desempeno, trabajar con datos erroneos, tra-bajar con datos ruidosos, transparencia en las reglas diagnosticas, habilidad paraexploracion y reduccion del numero de datos de prueba.

En 2003, Erberich [45] trata nuevas tecnicas de procesamiento digital de image-nes en resonancia magnetica funcional, y propone su uso en problemas relaciona-dos con el diagnostico cerebral y cardıaco. En 2004, Nattkemper [46] revisa ypropone estrategias para el uso de minerıa de datos en el estudio de problemasmedicos. En 2004, Matsopoulos [47], [44] disena sistemas de procesamiento dedatos e imagenes usando la Webb, para diagnosticar problemas en obstetricia, gi-necologıa y mamografıa. Mientras que en 2005, Pang y colaboradores [48] hacenun estudio de textura y crominancia en imagenes a color de la lengua, para diag-nosticar problemas de apendicitis. En el 2007, Christensen y colaboradores [49]realizan una herramienta soporte al diagnostico de enfermedades genitourinaria atraves de imagenes de ultrasonido. En [50], se disena un sistema experto difusopara la seleccion de umbrales de gris, en el procesamiento digital de imagenesmedicas usadas para el diagnostico de enfermedades.

1.3. JUSTIFICACION 9

Un artıculo que describe detalladamente conceptos y tendencias de la clasi-ficacion en general es [51]; allı se realiza una descripcion del reconocimiento depatrones estadıstico, en donde destacan las siguientes etapas como fundamentales:Adquisicion, preproceso de datos, representacion de los datos (caracterizacion) ytoma de decision o clasificacion. En multiples aplicaciones [34], [35], se puedenobservar explicitamente el uso de cada una de estas etapas y como generaran ca-racterizaciones y/o clasificaciones optimas.

El rendimiento de un clasificador depende de la interrelacion entre el tamanode los datos de entrenamiento, el tamano de los datos de prueba, el numero decaracterısticas empleadas y la complejidad del clasificador. Al proceso de reducirel numero de caracterısticas, buscando que el costo de clasificacion disminuya yla exactitud de clasificacion aumente, se le conoce con el nombre Reduccion deDimensionalidad, y es presentado por Avci y colaboradores [51]. Ademas, a lascaracterısticas resultantes, las denominan caracterısticas relevantes. Por lo tanto,la reduccion de dimension es una etapa fundamental en el reconocimiento de pa-trones, pues disminuye la complejidad de la clasificacion.

En [51]-[56], se realiza la extraccion de caracterısticas o informacion relevan-te a partir de datos e imagenes medicas usando caracterısticas globales o localesy de caracter difuso, buscando realizar las tareas diagnosticas en menor cantidadde tiempo.

En [46], [51], [52] y [57], se realiza desde el punto de vista matematico, undesarrollo de estrategias simples, rapidas y generales, que logran identificar cual ocuales caracterısticas, son las que realmente aportan informacion importante paraası eliminar caracterısticas no relevantes.

1.3. Justificacion

Los estudios realizados en capilaroscopia son subjetivos y no son unificados,por lo que es necesario crear un metodo cuantitativo de analisis de imagenes ca-pilaroscopicas, para caracterizar los patrones patologicos vasculares del tejido co-nectivo. La caracterizacion de los patrones capilaroscopicos permitira: realizar unestudio comparativo entre los tejidos normales y los anormales, en poblacionesde adultos, y definir diferencias entre los dos grupos, para establecer parametroscuantitativos, que aporten mayor sensibilidad y especificidad en el diagnostico de

10 CAPITULO 1. INTRODUCCION Y ANTECEDENTES

estas enfermedades en etapas tempranas (y preferiblemente en poblacion juvenil).Ademas, el diagnostico adecuado de las enfermedades del tejido conectivo debeser un metodo no invasivo de bajo costo y rapida ejecucion con beneficio para lossujetos y su familia. La subjetividad presente en las evaluaciones capilares hacede esta tarea un problema muy importante para reducir el caracter subjetivo, o porlo menos reducir su impacto en el diagnostico.

1.4. Aportes

1.4.1. Aportes academicos1. Se proponen dos procesos de reduccion de dimensionalidad llamados Lineal

Principal Components Analysis (LPCA1) y (LPCA2), los cuales disminu-yen la complejidad algorıtmica de los metodos “Weighted Principal Compo-nents Analysis” (WPCA) y “Weighted Regularized Discriminant Analysis”(WRDA). Los metodos LPCA1 y LPCA2 tambien presentan un aumentoen el desempeno frente a los metodos ponderados WPCA y WRDA, al vali-darse usando 70 diferentes bases de datos. Otro resultado en este trabajo esdemostrar la convergencia de los metodos de reduccion ponderada y garan-tizar la convergencia de los metodos propuestos.

2. Se generalizan dos procesos de reduccion de dimensionalidad desde dosdiferentes enfoques: el primero extendiendo el metodo de optimizacion debusqueda por lıneas de espacios Euclıdeos a espacios de Banach; el segun-do proponiendo una metodologıa de reduccion de dimension en bloques dedatos denominado PCA3D, formulando 5 variantes. Se mostro un aumen-to en el desempeno y una disminucion de la complejidad, al comparar losmetodos propuestos con metodos de reduccion ponderados y metodos dereduccion en bloques, reportados en la literatura.

3. Se caracterizaron los patrones clınicos de la zona capilar desde el punto devista geometrico, reduciendo la subjetividad manejada por los dermatolo-gos, al cuantificar: perımetros, areas, anchos, curvatura. Esto permitio iden-tificar cuando un capilar es gigante o dilatado, desorientacion, polaridad,perdida de capilares, avascularidades y tortuosidad capilar. Se propone, pa-ra caracterizar la tortuosidad, el uso de la dimension fractal y se demuestransus propiedades de invarianza frente a rotaciones, escalamientos y traslacio-nes. La propiedad de invarianza es necesaria pues se encuentran capilares

1.4. APORTES 11

tortuosos de diferentes tamanos, diferentes posiciones o a diferentes angu-los.

4. Se propone un metodo de segmentacion por color, al lograr dividir el cuboRGB (Red, Green, Blue) con el objetivo de buscar el color deseado involu-crando varias metricas.

1.4.2. Aportes sociales1. Se desarrolla una metodologıa no invasiva y de bajo costo de implementa-

cion, que sirve como soporte para la deteccion de enfermedades vascularesdel tejido conectivo de manera temprana, mediante el uso de imagenes ca-pilaroscopicas.

2. Se disena un proceso automatico para clasificar tres clases de imagenes ca-pilares (Normal, Esclerodermia y Lupus).

Capıtulo 2

Procesamiento digital de image-nes capilares

Los conceptos y principios fundamentales de la ciencia son invenciones libresdel espıritu humano.

Albert Einstein (1879-1955).

2.1. IntroduccionEn este capıtulo se desarrolla cada una de las etapas del procesamiento de

imagenes. En la primera seccion se describe la tecnica de adquisicion utilizada,en la segunda seccion se realiza el preprocesamiento de imagenes y en la terce-ra seccion se muestra la segmentacion utilizada. Los principales aportes en estecapıtulo son: La generacion de un protocolo que si es respetado, mejora la cali-dad de las imagenes capilaroscopicas. El desarrollo de un segmentador por mapa

2.2. ADQUISICION DE IMAGENES 13

de color, util por ser simple y veloz. A la segmentacion por mapa de color se leintegraron dos segmentaciones clasicas; segmentacion empleando el Laplaciano ysegmentacion por crecimiento de regiones; esto con el objeto de reducir el ruidoen la segmentacion y la sensibilidad, lo que se logra por la ubicacion de semillas.

2.2. Adquisicion de imagenes

Es la primera etapa, en cualquier procedimiento digital de imagenes; el descui-do en su realizacion causa problemas que van creciendo de manera exponencialen las demas etapas, hasta finalmente producir errores de la siguiente forma: en lasegmentacion al agregar ruidos o artefactos, en la caracterizacion pues al exten-der los bordes, el calculo de propiedades morfologicas cambia, y en clasificacionporque genera falsos positivos.

El objetivo final es adquirir imagenes similares a la que se muestra en la Figura2.1(a), con lo que se respeto el protocolo y donde la zona capilar se encuentracontrastada. El no respetar el protocolo hace que se adquieran imagenes comola que se muestra en la Figura 2.1(b), donde no se puede extraer informacionrelevante. El optimizar la adquisicion de las imagenes ayuda a reducir el caractersubjetivo que tiene la tecnica.

(a) Imagen obtenida siguiendo el protoco-lo

(b) Imagen obtenida sin seguir el protoco-lo

Figura 2.1: Imagenes capilares

14CAPITULO 2. PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMAGENES CAPILARES

2.2.1. Sistema de adquisicionEn la Figura 2.2 se observa el microscopio esteroscopico utilizado, el cual se

puede hallar en cualquier centro medico, es facil de usar y de transportar. Paracalibrar el sistema de adquisicion, se debe realizar una secuencia de pasos que sondescritos a lo largo de la seccion que se denomina Protocolo de Adquisicion.

Figura 2.2: Microscopio esteroscopico empleado en este trabajo.

Se utilizo una cuadrıcula de vidrio como se observa en la Figura 2.3, calibradapara calcular la relacion existente entre pıxeles y milımetros; tal relacion fue de684 pıxeles por milımetro.

La camara digital empleada en el estudio fue una Olympus C-5060 WideZoom RM-2, (Control remoto). La obtencion de fotografıas permite realizar me-didas capilares precisas. La iluminacion para la adquisicion de las imagenes esmejorada usando lamparas de “leds” que no emiten calor (baja emision en el in-frarrojo), contrastando la zona capilar. Con las lamparas de halogeno se satura elcanal rojo de la imagen, color que posee la zona que interesa procesar.

Para la adquisicion de la imagen, lo mas importante es“Weighted PrincipalComponents Analysis” el enfoque, porque la zona que se fotografıa no es com-pletamente plana; un mal enfoque hace que los extremos de la imagen se pierdan.Por estas razon se deben seguir los siguientes pasos: