Apesar do crescente nível de desenvolvimento das pesquisas na área médica sobre temas que envolvem envelhecimento e qualidade de vida, os problemas cardíacos, tais como o infarto do miocárdio, mostram-se ainda preponderantes e recorrentes, independentemente do grau de desenvolvimento econômico e social das diferentes populações e culturas. A ausência do aporte de oxigênio e nutrientes provoca morte das células cardíacas, que são substituídas por tecido fibrótico não funcional, levando a um acúmulo de proteínas na matriz extracelular, normalmente reposto por colágeno. Além do infarto do miocárdio, outras condições fisiopatológicas, incluindo hipertensão, diabetes e obesidade, estão associadas às alterações conhecidas como remodelamento fibrótico cardíaco. Na avaliação do remodelamento cardíaco a partir da análise microscópica de fragmentos de tecido, os especialistas observam, dentre outras, duas alterações relevantes: o acúmulo de colágeno intersticial nas fibras miocárdicas e as alterações do diâmetro das células (cardiomiócitos). Este projeto tem por objetivo principal modelar, implementar e avaliar dois métodos. O primeiro consiste em processar automaticamente imagens microscópicas do tecido cardíaco para extrair as medidas do diâmetro dos cardiomiócitos. O segundo analisa automaticamente imagens microscópicas, visando quantificar a presença de colágeno intersticial nas fibras miocárdicas. O método proposto utilizou diversas técnicas de processamento de imagens baseadas em morfologia matemática, assim como técnicas de extração de características. Para avaliação dos métodos, foi utilizado um conjunto de imagens que possibilitou a comparação entre os resultados obtidos pelos algoritmos e o procedimento manual realizado por um especialista. Como resultados, verificou-se que o método proposto para morfometria das células possibilitou a segmentação das fibras com um valor médio de similaridade de área igual a 81% e com erro médio de medida do diâmetro igual a 5,9%. O método para quantificação do colágeno apresentou acurácia igual a 86,8%, precisão de 92,4% e sensibilidade igual a 92,9%. Além de tornar a análise mais rápida, acelerando o processo que leva ao diagnóstico de remodelamento cardíaco, a quantificação automática dos principais parâmetros envolvidos deve gerar uma redução substancial dos níveis de subjetividade, aumentando, assim, a precisão do processo.

Despite the growing level of development of research in the medical field on topics involving aging and quality of life, heart problems, such as myocardial infarction, are still prevalent and recurrent, regardless of the degree of economic and social development of the different populations and cultures. The absence of oxygen and nutrients contributes to the death of cardiac cells, which are replaced by non-functional fibrotic tissue, leading to an accumulation of proteins in the extracellular matrix, normally replaced by collagen. In addition to myocardial infarction, other pathophysiological conditions, including hypertension, diabetes and obesity, are associated with changes known as fibrotic cardiac remodeling. In assessing cardiac remodeling based on microscopic analysis of tissue fragments, experts observe, among others, two relevant changes: the accumulation of interstitial collagen in the myocardial fibers and changes in the diameter of the cells (cardiomyocytes). The main objective of this project is to model, implement and evaluate two methods. The first is to automatically process microscopic images of the cardiac tissue to extract the measurements of the diameter of the cardiomyocytes. The second automatically analyzes microscopic images, in order to quantify the presence of interstitial collagen in the myocardial fibers. The proposed methodology used several image processing techniques based on mathematical morphology, as well as techniques for extracting characteristics. To evaluate the methods, a set of images was used that made it possible to compare the results obtained by the algorithms and the manual procedure performed by a specialist. As a result, it was found that the proposed method for cell morphometry allowed the segmentation of fibers with an average area similarity value equal to 81% and with an average diameter measurement error equal to 5,9%. The collagen quantification method showed accuracy equal to 86.8%, precision 92.4% and sensitivity equal to 92.9%. In addition to making the analysis faster, accelerating the process that leads to the diagnosis of cardiac remodeling, the automatic quantification of the main parameters involved should generate a substantial reduction in the levels of subjectivity, thus increasing the accuracy of the process.