Diseño y desarrollo de una herramienta para el análisis cuantitativo automático de imágenes microscópicas: Aplicación a la gestión de recursos marinos

Resumen

Esta tesis doctoral se enmarca dentro del proyecto de investigación ''DETEPRE: Desarrollo e implementación de nuevas tecnologías y protocolos en el estudio de la ecología reproductiva pesquera'', financiado por la Xunta de Galicia, coordinado entre la Universidade de Vigo (UVigo), Universidade de Santiago de Compostela (USC) y el Instituto de Investigaciones Mariñas (IIM) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). La preocupación social por el agotamiento de las reservas pesqueras está creciendo en los últimos años, por lo que se hace necesario la gestión de recursos marinos con la finalidad de mantener la sostenibilidad de nuestros mares. La fecundidad, entendida como la cantidad de huevos maduros que puede liberar un pez, es uno de los parámetros más importantes en ecología pesquera. Aunque su estimación puede realizarse por varios métodos, la comunidad científica se decanta por el uso del método estereológico, por ser el más preciso. Dicho método estima la fecundidad a partir del análisis de imágenes histológicas de gónadas de peces. Básicamente, se necesita medir (diámetros y áreas) de las células con núcleo visible en la imagen y contar las células de cada estado de maduración del ovocito. Los expertos en ciencias marinas realizan estas medidas y recuentos manualmente o, en el mejor de los casos, auxiliados (ayudados) por programas informáticos interactivos pero que no aportan automatización al proceso. En ambos casos, el análisis de las imágenes requiere mucho esfuerzo en tiempo y personal cualificado. El objetivo de esta tesis doctoral es automatizar el proceso de estimación de la fecundidad de los peces a partir de imágenes histológicas de sus gónadas. Para ello, se propone un sistema informático, llamado Govocitos, con metas tecnológicas y científicas: 1. Científicas: diseñar algoritmos de segmentación de imágenes que permitan reconocer automáticamente los contornos de las células (ovocitos) maduras en las imágenes histológicas de los peces. Clasificar cada ovocitos según su estado de maduración y la presencia o ausencia de núcleo visible en la imagen. 2. Tecnológicas: integrar todo el proceso de estimación de la fecundidad en un único programa con los siguientes requisitos: 2.1 Disponer de una interfaz de usuario amigable para los expertos en ciencias del mar. 2.2 Permitir revisar los resultados y mantener la trazabilidad de los datos. 2.3 Facilitar el trabajo colaborativo de todos los miembros de un laboratorio. 2.4 Obtener un software fiable, preciso y lo suficientemente rápido para que se pueda utilizar en tiempo real.