Análisis de imagen del plancton I: Introducción

Como os hemos contado en posts anteriores, este blog cumple una doble función, y una de ellas es la transferencia de tecnología, es decir, ofrecer asistencia técnica en la implantación de métodos de análisis de imagen del zooplancton. Pero...

 ¿Qué son los métodos de análisis de imagen?

Los métodos de análisis de imagen (en nuestro caso aplicados al zooplancton) consisten en un grupo de tecnologías que permiten la adquisición de imágenes procedentes de las muestras, la identificación de las partículas presentes en esas imágenes y la clasificación en grupos de cada partícula en diferentes grupos de interés.

Sistema de análisis de imagen utilizado en el Laboratorio de Plancton, compuesto por escáner Epson Photo
Perfection v700 Photo, ordenador de sobremesa y en pantalla, aplicación online de clasificación Ecotaxa. 

¿Por qué los utilizamos?

Durante las campañas oceanográficas el tiempo es oro, ya que debemos aprovechar la disponibilidad de barcos para realizar nuestro trabajo de campo. Es por ello que mientras estamos en el mar, recogemos todas las muestras posibles para luego tener trabajo que realizar en el laboratorio hasta que volvamos a tener la oportunidad de salir de nuevo a muestrear. Por ello, siempre que volvemos de una campaña lo hacemos con un montón de muestras que analizaremos en el laboratorio a lo largo de los siguientes meses. El recuento manual de organismos planctónicos es una labor que requiere mucho tiempo y una alta especialización en el caso de la identificación de los diferentes organismos a nivel de especies. Esto hace que los análisis sean lentos y que los análisis de plancton constituyan por lo general el cuello de botella en el desarrollo de los proyectos de investigación oceanográfica. Es por ello, que con el paso del tiempo y los avances tecnológicos se han ido desarrollando tecnologías, como el análisis de imagen, que facilitan este trabajo haciéndolo mucho más rápido.

¿En qué consisten?

Los métodos de análisis de imagen constan de varios elementos necesarios para su funcionamiento:

- Sistema de adquisición de imágenes: existen diferentes opciones para transformar las muestras en imágenes. Una de las más utilizadas y lo que usamos en el Laboratorio de Plancton, es el escáner, donde la muestra se vierte en una placa y se escanea a alta resolución de tal forma que directamente tendremos en el ordenador una imagen de la muestra. Esta adquisición también puede realizarse por ejemplo con cámaras de fotos, cámaras adaptadas al microscopio, e incluso equipos que toman las imágenes sumergiéndolos directamente en el mar, como es el caso del Video Plankton Recorder.

- Ordenador: para el procesado de las imágenes es necesario un ordenador con capacidad de almacenamiento suficiente para la gran cantidad de imágenes que se generan y con unas características adecuadas para trabajar con dichas imágenes (consultar requerimientos en función del software a utilizar).

- Software de procesado: es el encargado de diferenciar en nuestra imagen qué son partículas y qué es fondo. Una vez terminado el procesado nos habrá devuelto una serie de imágenes individuales de cada una de las partículas que haya encontrado en la imagen de nuestra muestra. Además este tipo de software suele proporcionaros también una serie de medidas de cada partícula que más adelante podrían sernos de utilidad.

- Software de identificación automática: en este caso, alimentaríamos el programa con las imágenes individuales que nos proporciona el procesado. El primer paso, es la realización de un set de entrenamiento, en el que de forma manual vamos clasificando una selección de imágenes en los grupos que nos interesen. Cuando este set tenga un número suficiente de imágenes de cada grupo el software es capaz de clasificar las imágenes en los grupos que previamente le hemos enseñado con una precisión bastante alta.

¿Cómo funcionan?

El trabajo con análisis de imagen sigue siempre un esquema similar a este:

Esquema general de funcionamiento del Análisis de Imagen del Plancton.

Una vez realizado un set de entrenamiento y tras superar los niveles de precisión adecuados para el estudio, podríamos seguir escaneando muestras y realizando la identificación automática de forma rutinaria, lo que proporciona una mayor rapidez a la hora de procesar las muestras y obtener resultados del proyecto.

Y por el momento, hasta aquí la introducción sobre estos sistemas. Esperamos que el post os haya resultado interesante. En las próximas semanas iremos publicando posts más avanzados sobre cada uno de los pasos del proceso y además iremos colgando protocolos detallados para trasladar toda esta información al laboratorio. Si te interesa suscríbete al blog (en la barra de tu derecha) y ¡no te lo pierdas!