Såddprojekt: Segmentering av nerver och detektion av dendritiska celler i IVCM-bilder – DCN
Automatisk segmentering av nerver och detektion av dendritiska celler för att beräkna exakta densitetsmätningar som stödjer läkare i att fatta välgrundade behandlingsbeslut.
Bild 1: IVCM bild från ett öga med nervfibrer. Bild 2: IVCM bild från öga med dendritiska celler.
Fakta om såddprojektet
Projektledare
Alisa Lincke
Övriga projektmedlemmar
Jenny Roth, Antonio Macedo, Neil Lagali, Welf Löwe, Yan Song, Meichen Ji
Deltagande organisationer
Linköpings universitet, Linnéuniversitetet
Finansiär
Linnaeus University Centre for Data Intensive Sciences and Applications (DISA)
Tidsplan
Jan–jun 2025
Forskningsämne
Datavetenskap (institutionen för datavetenskap och medieteknik, fakultet för teknik)
Forskargrupp
Linnaeus University Centre for Data Intensive Sciences and Applications (DISA)
Mer om projektet
In vivo-konfokalmikroskopi (IVCM) är en värdefull avbildningsteknik för att studera hornhinnans cellstruktur, särskilt för att bedöma nerver och immunceller som dendritiska celler. Segmentering av nerver i IVCM-bilder möjliggör en detaljerad analys av hornhinnans nervstruktur, vilket är avgörande för att bedöma hälsan hos hornhinnans nervnätverk. Förändringar i nervstruktur, densitet eller förgreningsmönster kan indikera olika tillstånd, inklusive diabetes, torra ögon, Acanthamoeba keratit och andra sjukdomar.
Genom att segmentera nerver kan vi kvantifiera egenskaper som nervfiberlängd och densitet, vilket ger objektiva mått för att övervaka sjukdomsförlopp eller behandlingseffekter. Att räkna dendritiska celler i IVCM-bilder är också avgörande eftersom en ökad densitet av dendritiska celler kan kopplas till hornhinneinflammation, infektioner, aktivering av immunsystemet och andra tillstånd. För både nerver och dendritiska celler kan förändringar i densitet och struktur över tid vara viktiga indikatorer för hur en sjukdom utvecklas eller hur en patient svarar på behandling.
Vår tidigare studie om hornhinnans nervfibrer efter mild COVID-19 använde bildanalysprogrammet ImageJ för att beräkna densiteten av nerver och dendritiska celler i utvalda bilder från 130 individer (100 med mild COVID-19-infektion och ihållande ögonsymptom och 30 utan ögonsymptom som kontrollgrupp). ImageJ är ett kraftfullt verktyg för medicinsk bildanalys, men det kräver fortfarande manuell annotering av nervstrukturer och dendritiska celler för varje vald bild, vanligtvis cirka 10 bilder (5 för vänster öga och 5 för höger öga) per individ, vilket resulterar i cirka 2600 bilder totalt i vår dataset. Dessutom är medicinska forskare beroende av dessa representativa 10 bilder, som inte alltid ger den mest optimala bedömningen. Nya studier om nervsegmentering och detektion av dendritiska celler med hjälp av djupinlärning har visat lovande resultat i att automatisera denna process.
Det övergripande målet med vår forskning är att utöka vårt beslutsstödsystem (DSS) för att automatiskt segmentera nerver och upptäcka dendritiska celler med hjälp av djupinlärning samt att beräkna deras densitet. Detta ger behandlande läkare pålitliga och exakta mått på nerv- och dendritiska cellparametrar, vilket stödjer dem i behandlingsbeslut, såsom att ge antiinflammatoriska läkemedel. Huvudresultatet av detta projekt är ett utökat DSS med nervsegmentering och beräkning av dendritisk celldensitet, vilket ökar effektiviteten i att analysera IVCM-bilder för medicinska och kliniska forskare och potentiellt förbättrar diagnosen av ögonsjukdomar kopplade till hornhinnans nerver och dendritiska celler.
Vad är ett såddprojekt?
Ett såddprojekt är ett mindre projekt som finansieras av en kunskapsmiljö eller en forskargrupp vid universitetet. Avsikten är att starta och främja framstående forskning. Beroende på finansiär kan ett såddprojekt handla om att identifiera nya eller fördjupa befintliga samarbeten, gärna tvärvetenskapliga, att utforska forskningsfrågor i en förstudie, att samla empiriskt material eller att skriva en ansökan om externa forskningsmedel.
DISAs såddprojekt
Läs mer om konceptet med såddprojekt och DISAs övriga såddprojekt.