Resumen
System and method implemented in a computer to quantitatively analyze a biological sample (9) in 3D. The system comprises a processing unit (2) to process the images (10) acquired at different depth planes (21, 22) and detect entities of interest in the sample (9). The processing unit (2) models the entity of interest as a three-dimensional geometric representation (3D object); identifies 2D objects (12) in an image (10) of a depth foreground (21), the 2D object (12) corresponds to a section of the 3D object; classifies for each 2D object (12) identified whether it is the beginning, continuation or end of a 3D object (13), according to criteria based on geometric relationships between 2D objects (12); records each 2D object (12) identified with its classification; and repeats the operations to reconstruct the entities of interest present in the sample (9). (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. REIVINDICACIONES 1. Sistema para analizar cuantitativamente una muestra biológica (9) volumétrica que comprende: una unidad de procesamiento (2) configurada para procesar una pluralidad de imágenes (10) adquiridas de una pluralidad de planos (21,22) de diferente profundidad y detectar una pluralidad de entes de interés (11) presentes en la muestra (9); caracterizado por que la unidad de procesamiento (2) está configurada además para: modelar geométricamente el ente de interés (11) como un objeto 3D (13); modelar geométricamente una sección del ente de interés (11) como un objeto 2D (12); identificar una pluralidad de objetos 2D (12) en cada imagen (10) ; clasificar para cada objeto 2D (12) identificado en la imagen adquirida de un primer plano (21) si es inicio, continuación o final de un objeto 3D (13), en función de un criterio basado en una relación matemática de dicho objeto 2D (12) con objetos 2D (12) identificados en al menos una segunda imagen (10) adquirida de un segundo plano (22) de profundidad diferente del primer plano (21); registrar cada objeto 2D (12) identificado con su clasificación; y reconstruir los objetos 3D (13) asociados a entes de interés presentes en la muestra (9) mediante la repetición de las operaciones de identificar, clasificar y registrar cada objeto 2D (12) de una imagen (10). 2. Sistema según la reivindicación 1, donde el criterio para clasificar si un objeto 2D (12) es inicio de un objeto 3D (13) está basado en: - el objeto 2D de un primer plano (21) con una distancia a cualquier objeto 2D de un segundo plano (22) mayor que un valor umbral establecido; - el objeto 2D de un segundo plano (22) no identificado como parte de un objeto 3D en un primer plano (21); - la menor área de solapamiento del objeto 2D de un segundo plano (22) con objetos 2D de un primer plano (21); o una combinación de los anteriores criterios. 3. Sistema según la reivindicación 1 o 2, donde el criterio para clasificar si un objeto 2D (12) de un primer plano (21) es continuación de un objeto 3D (13) está basado en: - el objeto 2D del primer plano (21) con la distancia menor a cualquier objeto 2D de un segundo plano (22); - el objeto 2D del primer plano (21) con la mayor área de solapamiento con un objeto 2D de un segundo plano (22); - el objeto 2D del primer plano (21) con el mayor perímetro de intersección con un objeto 2D de un segundo plano (22); - la menor distancia entre el objeto 2D del primer plano (21) y la proyección del objeto 3D reconstruído sobre dicho primer plano (21); o una combinación de los anteriores criterios. 4. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el criterio para clasificar si un objeto 2D (12) de un primer plano (21) es final de un objeto 3D (13) está basado: el objeto 2D del primer plano (21) que no solapa con ningún objeto 2D de un segundo plano (22); - la distancia entre el objeto 2D del primer plano (21) y la proyección sobre dicho primer plano (21) de los objetos 3D reconstruidos al menos parcialmente; o una combinación de los anteriores criterios. 5. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde si no hay un objeto 2D que cumpla el criterio para clasificar si un objeto 2D (12) de un primer plano (21) es final de un objeto 3D (13), se establece el final del objeto 3D (13) a partir de una estimación basada al menos en: - el ajuste de una curva 3D a una pluralidad de objetos 2D (12) de una pluralidad de segundos planos (22); - la media estadística para una pluralidad de objetos 3D (13) ya reconstruidos. 6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el objeto 3D (13) que representa geométricamente el ente de interés (11) es un elipsoide, un cilindro o un prisma. 7. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde la unidad de procesamiento (2) está configurada para pre-procesar las imágenes (10) adquiridas definiendo una zona de trabajo que recorre la imagen para: - ampliar la diferencia entre píxeles de una imagen (10) de una sección del ente de interés (11) y el fondo de la imagen; y/o - filtrar píxeles con valor de intensidad menor que la mediana de la imagen (10). 8. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde la unidad de procesamiento (2) está configurada para pre-procesar las imágenes adquiridas definiendo una zona de trabajo que recorre la imagen para: - aplicar un filtro gaussiano “Blur”; - aplicar un filtro “Maximum”; - aplicar un filtro Mediana; - aplicar un filtro “Unsharp”; - construir un mapa EDT para obtener candidatos de inicio de un ente de interés (11); - descartar una posible sección del ente de interés (11) menor que el tamaño de la zona de trabajo. 9. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde la unidad de procesamiento (2) está configurada para estimar el número de entes de interés (11) presentes en la muestra (9) a partir de los objetos 3D (13) reconstruidos. 10. Sistema según la reivindicación 9, donde la unidad de procesamiento (2) está configurada para analizar la evolución temporal de entes de interés (11) en una muestra (9) mediante la comparación de un primer conjunto de objetos 3D (13) reconstruidos de imágenes adquiridas durante un primer intervalo de tiempo con un segundo conjunto de objetos 3D (13) reconstruidos de imágenes adquiridas durante un segundo intervalo de tiempo. 11. Sistema según la reivindicación 10, donde la comparación se realiza en función de: - el número de objetos 3D (13) del primer y del segundo conjunto; - la posición de objetos 3D (13); o una combinación de las anteriores. 12. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende una unidad de adquisición de imágenes (1) configurada para adquirir una pluralidad de imágenes (10) de la muestra (9), en una pluralidad de planos (21,22) de diferente profundidad, manteniendo un solapamiento entre imágenes (10) de planos vecinos, donde la unidad de adquisición de imágenes (1) está configurada para enviar las imágenes (10) adquiridas a la unidad de procesamiento (2). 13. Método implementado en ordenador para analizar cuantitativamente una muestra biológica (9) volumétrica que comprende los pasos de: - procesar (31) una pluralidad de imágenes (10) adquiridas de una pluralidad de planos (21,22) de diferente profundidad y, - detectar (32) una pluralidad de entes de interés (11) presentes en la muestra (9); caracterizado por que comprende además: - modelar en 3D (33) geométricamente el ente de interés (11) como un objeto 3D (13); - modelar en 2D (34) geométricamente una sección del ente de interés (11) como un objeto 2D (12); - identificar (35) una pluralidad de objetos 2D (12) en cada imagen (10); - clasificar (36) para cada objeto 2D (12) identificado en la imagen adquirida de un primer plano (21) si es inicio, continuación o final de un objeto 3D (13), en función de un criterio basado en una relación matemática de dicho objeto 2D (12) con objetos 2D (12) identificados en al menos una segunda imagen (10) adquirida de un segundo plano (22) de profundidad diferente del primer plano (21); - registrar (37) cada objeto 2D (12) identificado con su clasificación; y - reconstruir (38) los objetos 3D (13) asociados a entes de interés presentes en la muestra (9) mediante la repetición de las operaciones de identificar, clasificar y registrar cada objeto 2D (12) de una imagen (10). 14. Método según la reivindicación 13, donde el criterio para clasificar si un objeto 2D (12) es inicio de un objeto 3D (13) está basado en: - el objeto 2D de un primer plano (21) con una distancia a cualquier objeto 2D de un segundo plano (22) mayor que un valor umbral establecido; - el objeto 2D de un segundo plano (22) no identificado como parte de un objeto 3D en un primer plano (21); - la menor área de solapamiento del objeto 2D de un segundo plano (22) con objetos 2D de un primer plano (21); o una combinación de los anteriores criterios. 15. Método según la reivindicación 13 o 14, donde el criterio para clasificar si un objeto 2D (12) de un primer plano (21) es continuación de un objeto 3D (13) está basado en: - el objeto 2D del primer plano (21) con la distancia menor a cualquier objeto 2D de un segundo plano (22); - el objeto 2D del primer plano (21) con la mayor área de solapamiento con un objeto 2D de un segundo plano (22); - el objeto 2D del primer plano (21) con el mayor perímetro de intersección con un objeto 2D de un segundo plano (22); - la menor distancia entre el objeto 2D del primer plano (21) y la proyección del objeto 3D reconstruido sobre dicho primer plano (21); o una combinación de los anteriores criterios. 16. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, donde el criterio para clasificar si un objeto 2D (12) de un primer plano (21) es final de un objeto 3D (13) está basado: el objeto 2D del primer plano (21) que no solapa con ningún objeto 2D de un segundo plano (22); - la distancia entre el objeto 2D del primer plano (21) y la proyección sobre dicho primer plano (21) de los objetos 3D reconstruidos al menos parcialmente; o una combinación de los anteriores criterios. 17. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, donde si no hay un objeto 2D que cumpla el criterio para clasificar si un objeto 2D (12) de un primer plano (21) es final de un objeto 3D (13), se establece el final del objeto 3D (13) a partir de una estimación basada al menos en: - el ajuste de una curva 3D a una pluralidad de objetos 2D (12) de una pluralidad de segundos planos (22); - la media estadística para una pluralidad de objetos 3D (13) ya reconstruidos. 18. Método según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, donde el objeto 3D (13) que representa geométricamente el ente de interés (11) es un elipsoide, un cilindro o un prisma. 19. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 18, donde la unidad de procesamiento (2) está configurada para pre-procesar las imágenes (10) adquiridas definiendo una zona de trabajo que recorre la imagen para: - ampliar la diferencia entre píxeles de una imagen (10) de una sección del ente de interés (11) y el fondo de la imagen; y/o - filtrar píxeles con valor de intensidad menor que la mediana de la imagen (10). 20. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 19, que comprende un paso pre-procesar las imágenes adquiridas definiendo una zona de trabajo que recorre la imagen para: - aplicar un filtro gaussiano “Blur”; - aplicar un filtro “Maximum”; - aplicar un filtro Mediana; - aplicar un filtro “Unsharp”; - construir un mapa EDT para obtener candidatos de inicio de un ente de interés (11); - descartar una posible sección del ente de interés (11) menor que el tamaño de la zona de trabajo. 21. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 20, que comprende un paso para estimar el número de entes de interés (11) presentes en la muestra (9) a partir de los objetos 3D (13) reconstruidos. 22. Método según la reivindicación 21, que comprende un paso para analizar la evolución temporal de entes de interés (11) en una muestra (9) mediante la comparación de un primer conjunto de objetos 3D (13) reconstruidos de imágenes adquiridas durante un primer intervalo de tiempo con un segundo conjunto de objetos 3D (13) reconstruidos de imágenes adquiridas durante un segundo intervalo de tiempo. 23. Método según la reivindicación 22, donde la comparación se realiza en función de: - el número de objetos 3D (13) del primer y del segundo conjunto; - la posición de objetos 3D (13); o una combinación de las anteriores. 24. Medio legible por ordenador que contiene un programa con instrucciones que al ser leídas y ejecutadas por un ordenador llevan a cabo el método para analizar cuantitativamente una muestra biológica (9) volumétrica según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 23.
