Požadavky na automatizovaný systém pro primární screening cervikálních stěrů.

V roce 1984 International Academy of Cytology definovala požadavky

1. systém nesmí propustit jako negativní nátěr s maligními buňkami
2. systém by měl poznat artefakty a infekční organismy, jako např. Trichomonas vaginalis and candida species

Současné požadavky jsou mírnější – a sice :

1. Systém by měl rozpoznat suspektní buňky (nebo nátěry) a nabidnout je cytologům pro definitivní zařazení
2. Nátěry vyloučené z lidského hodnocení nesmí propustit abnormality ve větší míře než se to děje v manuálním primárním screeningu.
3. Systém by měl být schopen vyhodnotit kvalitu stěru, adekvátnost, měl by být rychlý, spolehlivý a reproducibilní
4. Systém by neměl vyřadit polychromem barvené nátěry vhodné pro hodnocení
5. Citlivost automatizovaného systému ( plus cytologa) musí být stejná nebo lepší než u primárního screenera ( tj. 95% citlivost pro HSIL).

Úkoly kladené na počítač v detekci, rozpoznání a klasifikaci odpovídajících buněk v cervikálních nátěrech.

Pro zajištění detekce, rozpoznání a klasifikace odpovídajících buněk v nátěru musí být počítač schopen provést řadu kritických kroků:

1. Umístit sklo na motorizovaný stolek mikroskopu
2. Najít startovní bod skenování a skenovat preparát v předprogramovaném postupu
3. Najít objekty zájmu a určit jejich rovinu ostrosti
4. Detekovat cervikální epitelie mezi jinými objekty v nátěru
5. Označit každou epiteliální buňku a určit její hranice; rozpoznat jádro a cytoplazmu (proces známý jako segmentace)
6. Extrahovat diagnostické znaky jádra – např. obsah a strukturu chromatinu a strukturu cytoplazmy ( může být extrahováno celkem více než 100 geometrických nebo texturálních znaků)
7. Eliminovat irelevantní buňky, detritus, artefakty, překrývající a dotýkající se buňky
8. Nakonec klasifikovat buňky jako normální nebo abnormální

Požadavky obrazově analytických systémů

Mnohé z časných automatizovaných systémů spoléhaly výlučně na obrazovou analýzu nátěru buňka za buňkou algoritmickým (pravidly daným) počítačovým programem. Tento přístrup zpočátku selhával nedostatečným výkonem počítačů pro takovou analýzu.

Současný vývoj počítačových technologií pro automatizaci cervikálního screeningu byl umožněn vstupem systémů umělé inteligence do analýzy obrazu a automatizace do zpracování cervikálních stěrů. Tyto systémy zahrnují neurální sítě, které představují nonalgoritmické odvětví umělé inteligence , který je zvláště vhodný k rozpoznávání obrazů v přirozených scénách a jako takový zejména vhodný pro analýzu cervikálních nátěrů, v nichž mnohé, co screener rozpoznává jako abnormalitu, nemůže být přesně definováno zcela objektivními morfometrickými termíny. Oproti algoritmickým postupům jsou neurální sítě poněkud pomalejší.

Současné komerční automatizované systémy screeningu užívají pro analýzu cervikálních stěrů jak algoritmické systémy, tak programy založené na principu automatické inteligence.