DS4H Image Alignment tool: implementazione e validazione di algoritmi per allineamento automatico elastico di immagini multimodali

Molti degli studi sul cancro iniziano con l'analisi di campioni istologici, cioè campioni di tessuto prelevati dal paziente. Attraverso l'uso di marcatori specifici, ovvero coloranti selettivi applicati alla sezione da analizzare, vengono studiate parti specifiche del campione ed ottenute più informazioni dal campione stesso. Tuttavia, questi marcatori non possono sempre essere applicati contemporaneamente e spesso vengono utilizzati in sequenza dopo un lavaggio del campione. Per poter condurre studi di colocalizzazione, le immagini ottenute devono quindi essere allineate simulando l'acquisizione parallela dei diversi segnali. Purtroppo, può capitare di applicare delle deformazioni di tipo elastico sui campioni sotto osservazione, dovuto ai continui lavaggi, provocando delle difficoltà nell’allineamento di queste immagini. L'utilizzo di algoritmi per la correzione della deformazione elastica risulta quindi fondamentale per poter correggere questo tipo problema. Abbiamo sviluppato DS4H Image Alignment, un plug-in open-source, user-friendly implementato per ImageJ/Fiji che permette oltre ad allineare immagini multimodali con una richiesta di minima iterazione da parte dell’utente, anche di applicare algoritmi per la correzione della deformazione elastica. In particolare, sono stati implementati due diversi algoritmi di registrazione elastica, denominati bUnwarpJ e BigWarp, e sono stati condotti una serie di esperimenti per validarli in diversi contesti applicativi.