Collaborative development of methods for robust and precise image analysis for cost effective and reliable detection of cervical cancer Samarbete för utveckling av robust och exakt bildanalys för kostnadseffektiv och pålitligt detektion av cancer vid gynekologisk hälsokontroll Cervical cancer is killing a quarter of a million women worldwide every year. Screening based on analysis of so called PAP-smears has proven very effective in reducing cancer mortality. Systematic screening is still not offered in most parts of the world due to cost and lack of cytotechnologists, leading to many unnecessary early deaths. This project aims at establishing a long lasting collaboration between research groups at Uppsala University and at University of Novi Sad, Serbia, with a primary goal to improve image analysis methods for cervical cancer diagnostics. By increasing reliability of automatic analysis, and allowing usage of less expensive microscopes and staining protocols, we will significantly contribute to the implementation of cost effective screening programs in developing countries. Advances in cytopathology have put focus on the analysis of very subtle changes in the chromatin structure of cell nuclei. Prof. Bengtsson´s group is among world leaders in this field. The objects of interest, chromatin particles in the cell nuclei, are close to the resolution limit of light microscopy and maximal usage of information in acquired images is paramount. Methods for robust and precise image analysis, developed by the group of Dr Sladoje, are most suitable for this task and initial tests have shown great potential. Adjustment of those methods to the analysis of chromatin distributions in cell nuclei is a challenging, but also very promising and rewarding task. Livmoderhalscancer är inte bara en av de vanligaste cancerformerna bland kvinnor utan också en typ av cancer som drabbar relativt unga kvinnor, ofta före 40 års ålder. I hela världen dör årligen omkring en kvarts miljon kvinnor i denna sjukdom, detta trots att den går att nästan helt förhindra genom tidig upptäckt av cancerns förstadier vid granskning av cellprover från gynekologisk hälsokontroll. I Sverige och många andra västländer har man sedan 1960-talet erbjudit sådan hälsokontroll, vilket mycket kraftigt har minskat dödligheten i livmoderhalscancer. Denna typ av granskning är dock mycket arbetskrävande och kostsam, och kräver välutbildad personal som i mikroskop letar efter och känner igen de cellförändringar som kan indikera cancer. På grund av bristande resurser så erbjuds inte regelbunden kontroll till det stora flertalet kvinnor i låg- och medelinkomstländer, och ett stort antal kvinnor dör därför av cancer helt i onödan. Även om HPV vaccinering nu införs i allt större omfattning i den rika världen så kommer det att ta ungefär 20 år innan vi kan vänta oss de första effekterna av detta; under minst den tiden, men förmodligen längre än så, är billig, bra och tillgänglig cellprovskontroll jätteviktigt för världens kvinnor. Vi vill med det här projektet knyta samman forskare från Uppsala Universitet med forskare från Universitet i Novi Sad, Serbien, för att med gemensamma insatser utveckla och förbättra metoder för att med datorstöd göra cancerdiagnostiken snabbare, billigare och säkrare, och därigenom nå ut till en avsevärt större andel av jordens kvinnor än vad som är möjligt med dagens metoder. Redan idag finns ett fåtal system för datorstödd cancerdiagnos. Tyvärr så är dessa system mycket dyra i drift och beroende av dyrbar utrustning och personal, vilket hindar dess användning i låginkomstländer. Vi vill ta fram metoder som fungerar med billigare mikroskop och som fungerar med vanliga infärgningsmetoder, som dagens doktorer är vana med, inte bara med dyra specialfärger. Vid Centrum för Bildanalys i Uppsala har vi under många år forskat på metoder för billig och effektiv cellbildsanalys, och många av de svåraste problemen är redan lösta. Under de senaste åren så har vi visat att det går bra att lära en dator att ställa en pålitlig cancerdiagnos, ifall man bara har tillräckligt bra och tydliga bilder, där sådant som skärpa och infärgning inte skiljer sig allt för mycket mellan olika preparat. Vi har bland annat demonstrerat att genom att noggrant mäta hur DNA fördelar sig i cellkärnan är det möjligt att skilja på friska celler och cancerförstadier. Tyvärr är det mycket svårt och dyrt att bygga system som garanterar perfekta bilder. Ett alternativ är att forska fram bättre metoder, som klarar av att hantera de variationer som finns. Det har dock visat sig väldigt besvärligt att få mätmetoderna tillräckligt tåliga mot variationer i bilderna men samtidigt känsliga nog att hitta de små detaljer som skiljer normala celler från onormala. Vi behöver ytterligare kunskap om hur man kan göra dagens metoder mer robusta och pålitliga. Dr Nata?a Sladoje vid universitetet i Novi Sad har lång erfarenhet av metoder för noggrann och robust mätning av egenskaper i bilder. De senaste åren har hon visat i olika vetenskapliga arbeten hur man kan göra många metoder inom bildanalys säkrare och mer noggranna. Genom att arbeta tillsammans med henne och hennes kollegor i det här projektet så hoppas vi kunna utveckla bättre metoder för att granska cellprover, på ett så pålitligt och kostnadseffektivt sätt att automatiserad gynekologisk hälsokontroll kan få genomslag i hela världen. Vi jobbar på att skapa ett långsiktigt och hållbart samarbete mellan våra två universitet. Vi planerar att både doktorander och mer seniora forskare skall besöka varandras forskargrupper, och utbyta erfarenheter och idéer. Vi kommer att organisera gemensamma workshops och seminarier där vi i detalj kan arbeta igenom metoder och utvärdera våra resultat. Vi kommer ocks