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UNIVERSIDAD DE CARABOBO
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
ESCUELA DE CIENCIAS BIOMEDICAS Y TECNOLOGICAS
VALENCIA
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO
ACTA DE APROBACION
ALTERACIONES MORFOMÉTRICAS NUCLEARES Y CITOPLASMÁTICAS EN CAMBIOS BENIGNOS Y MALIGNOS DEL CUELLO UTERINO EVALUADAS MEDIANTE PROCESAMIENTO
DIGITAL DE IMÁGENES
AUTORES:
PEREIRA GLENDY
PEREIRA MERY
PRIETO ANAIS
PRINCIPAL NELLYBETH
TUTOR CLINICO:
CIT. DOUGLAS DELGADO
TUTOR METODOLOGICO:
DR. ANTONIO EBLEN
Valencia 26 de Octubre del 2011.
UNIVERSIDAD DE CARABOBO
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
ESCUELA DE CIENCIAS BIOMEDICAS Y TECNOLOGICAS
VALENCIA
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO
ACTA DE APROBACION
ALTERACIONES MORFOMÉTRICAS NUCLEARES Y CITOPLASMÁTICAS EN CAMBIOS BENIGNOS Y MALIGNOS DEL CUELLO UTERINO EVALUADAS MEDIANTE PROCESAMIENTO
DIGITAL DE IMÁGENES
FECHA DE APROBACION: _____________________
JURADOS EVALUADORES:
NOMBRE: ___________________ C.I:________________ FIRMA: ____________
NOMBRE: ___________________ C.I:________________ FIRMA: ____________
NOMBRE: ___________________ C.I:________________ FIRMA: ____________
UNIVERSIDAD DE CARABOBO FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
ESCUELA DE CIENCIAS BIOMÉDICAS Y TECNOLÓGICAS DIRECCION DE ESCUELA
COMITÉ DE INVESTIGACIÓN Y PRODUCCIÓN INTELECTUAL
CONSTANCIA DE APROBACIÓN
Quienes suscribimos, Prof. Lisbeth Loaiza, Directora de Escuela; y Prof. Maira Carrizales, Coordinadora del Comité de Investigación y Producción Intelectual de la Escuela, hacemos constar que una vez obtenidas las evaluaciones del tutor, jurado evaluador del trabajo en presentación escrita y jurado de la presentación oral del trabajo final de grado titulado: “ALTERACIONES MORFOMÉTRICAS NUCLEARES Y CITOPLASMÁTICAS EN CAMBIOS BENIGNOS Y MALIGNOS DEL CUELLO UTERINO EVALUADAS MEDIANTE PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES” cuyos autores son los bachilleres: Pereira Glendy, Pereira Merys, Prieto Anais y Principal Nellybeth, presentado como requisito para obtener el titulo de Técnico Superior Universitario en Citotecnología el mismo se considera APROBADO. En Valencia, a los veintiséis días del mes de octubre del año dos mil once.
Prof. Lisbeth Loaiza Prof. Maira Carrizales Directora Coordinadora
Alteraciones morfométricas nucleares y citoplasmáticas en cambios benignos o malignos del cuello uterino evaluadas
mediante procesamiento digital de imágenes
Glendy Pereira, Merys Pereira, Anais Prieto, Nellybeth Principal
Carrera de Técnico Superior Universitario en Citotecnología Escuela de Ciencias Biomédicas y Tecnológicas.
Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de Carabobo. Bárbula, Valencia, Venezuela.
RESUMEN
La valoración de frotis citológicos posee la ventaja de brindar varios esquemas de trabajo para el análisis de imágenes a través de la morfometría, lo cual es considerado como un excelente avance del estado actual en el citodiagnóstico ginecológico. El objetivo de la investigación es establecer criterios morfológicos digitales de valoración para el estudio de las Lesiones escamosas intraepiteliales y procesos benignos en la citología, basado en las alteraciones de la relación núcleo citoplasma mediante el procesamiento digital de imágenes. Se procesaron 90 imágenes digitales tomadas de 37 frotis cervicales de igual número de pacientes elegidas al azar de instituciones públicas de salud. Se determinaron los diámetros y densidades celulares y nucleares mediante citomorfometría digital (ImageToolsv3.0, UTHSCSA, USA) en cada citología agrupándose según diagnóstico cruzado por dos expertos. Los diámetros nucleares, relativos a los valores de núcleos de citologías normales aumentaron diferencialmente: Lesiones concomitantes (Conc) +28,8%, lesiones intraepiteliares de bajo grado de malignidad (LIE-BG) +90,5% o de alto grado (LIE-AG) +77,2%, carcinoma (CA) +100% y carcinoma postradiación (POST-R) +140%. Los diámetros citoplasmáticos fueron menores a los normales: CONC -23,9%, VPH -34,2%, LIE-BG -13,6%, LIE-AG -44,0 %, CA -50,2% y POST-R -35,8%. Los valores relativos de densidad nuclear fueron: CONC -8,6%, VPH 62,7%, LIE-BG 68,0%, LIE-AG 53,7%, CA 71,2%, POST-R 27,6%. Mientras que las densidades citoplasmáticas: CONC 23,9%, VPH 34,2%, LIE-BG 13,6%, LIE-AG 55,9%, CA 55,2%, POST-R 35,8%. Estos valores son estadísticamente significativos comparados con los valores de citologías normales (Mann-Whitney U; P<0,05). El presente estudio aporta valores referenciales cuantitativos de utilidad diagnóstica, de las variaciones de diámetros y densidades tanto nucleares como citoplasmáticos inducidos por las diferentes patologías diagnosticadas mediante citología de cuello uterino.
Palabras clave: citología, densimetría, morfometría, procesamiento digital de imágenes.
Morphometric Nuclear and cytoplasmatic alterations in benign or malign lesions of cervix evaluated by digital image processing
ABSTRACT
Valuation of cytological smear shows the advantage to bring different workflow to image
analysis through digital morphometry, which is an excellent progress in the state of the
art of gynecological cytodiagnostics. The aim of the present study is to establish the
digital morphometry valuation criteria to study the cervical intraepithelial scaly lesions
and benign processes in cytological smears, based on alterations of nucleus/cytoplasm
ratios of diameter and density measured by digital image processing. A total of 90 digital
images taken from 37 cervical smears from the same number of patients randomly picked
from local public health institutions were analyzed. Nuclear diameter, related to normal
cytology, differentially increased: concomitant lesions (Conc) +28,8%, low grade malign
intraepithelial lesions (LIE-BG) +90,5% or high grade (LIE-AG) +77,2%, carcinoma
(CA) +100% and post-irradiation carcinoma (POST-R) +140%. Cytoplasmatic diameters
were lower than normals: CONC -23,9%, VPH -34,2%, LIE-BG -13,6%, LIE-AG -44,0
%, CA -50,2% y POST-R -35,8%. Relative values for nuclear density were: CONC -
8,6%, VPH +62,7%, LIE-BG +68,0%, LIE-AG +53,7%, CA +71,2%, POST-R +27,6%,
while cytoplasmatic density was: CONC +23,9%, VPH +34,2%, LIE-BG +13,6%, LIE-
AG +55,9%, CA +55,2%, POST-R +35,8%. These values were statistically significant
when compared to values from normal cytologies (Mann-Whitney U; P<0,05). The
present study gives quantitative differential values with diagnostic relevance about
variation of diameter and density of both nucleus and cytoplasm induced by different
cervical pathologies diagnosed by cytology.
Key Words: cervical cytology, digital morphometry, digital densitometry, digital
image processing.
INTRODUCCIÓN
En el mundo la primera causa de muerte por cáncer en la mujer es por neoplasia
maligna del cuello uterino; el 85 % de estas muertes se producen en las naciones
subdesarrolladas y el otro 15 en naciones desarrolladas (1). Estas cifras de
importancia médica, socioeconómica y humana contrastan con el hecho de ser el
más curable, fácil de diagnosticar, el más prevenible de todos los cánceres y el
principal problema de salud pública en las mujeres en actividad sexual de los
países subdesarrollados debido a la ausencia y/o deficiencia de programas de
detección temprana con el Papanicolau, ácido acético o lugol. En las naciones
desarrolladas que poseen programas preventivos, la incidencia y mortalidad ha
declinado en forma significativa (2). El programa asimismo es la pauta para
emprender investigaciones científicas, no solo en cáncer de útero, sino también
para cualquier tipo de atípia celular y así dar apoyo al especialista para facilitar el
citodiagnóstico ginecológico.
Muchos investigadores han utilizado herramientas de procesamiento digital de
imágenes para estudiar la citología. En Colombia en el 2006, Muñoz (3) clasificó
75 células del epitelio vaginal, empleando operaciones de preprocesamiento,
segmentación y representación de imágenes digitales, con la aplicación de un
software que permite analizar parámetros de clasificación en las células
superficiales, intermedias, basales, parabasales y displásicas, estas ultimas
presentes en el cáncer de cuello uterino. En España en el 2008, Alayon y Sánchez
realizaron la segmentación automática de núcleos solapados en imágenes de
citología (4), en España en el 2010, Romani y Sobrerilla estudiaron el color del
citoplasma en imágenes de citología cérvico vaginal (5).
Es por esto indispensable mencionar que la citología ginecológica, desde su
introducción por Papanicolau y Traut en la década de los cuarenta, se ha
convertido en una técnica de ámbito mundial, con una utilidad preventiva de
primer orden, salvando miles de vidas. Para informar sus hallazgo la
nomenclatura Bethesda se emplea unificando criterios y recogiendo los mas
reciente avances en el diagnostico citológico y en conocimiento de la
carcinogénesis cervical (6). Así mismo la constitución histológica de la mucosa
vaginal no esta cornificada y se extiende desde el tercio interno de los labios
menores hasta el exocervix presentando un epitelio plano estratificado
conformado por capas de células basales, parabasales, intermedia y superficiales
sufriendo una transición paulatina en el cuello uterino transformándose en un
epitelio cilíndrico simple de células endocervicales y endometriales (7).
Es necesario resaltar que el alcance de esta herramienta es de ser un complemento
en la identificación y valoración de células del epitelio vaginal, no sustituye al
especialista, ya que en cuestiones de diagnostico medico, siempre será
fundamental el concepto humano.
Sin embargo, el aumento o la pérdida de la relación núcleo citoplasma es crucial
en el citodiagnóstico de cáncer de cuello uterino. Esto lleva a la distribución
irregular de la cromatina entre las células de cáncer hijas, que a su vez se refleja
morfológicamente en la variación en el tamaño del núcleo, la forma, y el
contenido de cromatina observado en células cancerígenas en frotis cervicales y
cortes histológicos. El concepto actual de carcinoma de células escamosas del
cervix es que el tumor invasivo es precedido por el desarrollo de cambios
precancerosos en el epitelio plano de la zona de transformación. Estas lesiones
cancerosas son conocidas como "Lesión Intraepitelial Escamosa (LIE)" (8). A
continuación se presenta un cuadro comparativo de diferencias morfológicas entre
células epiteliales normales y cancerigenas vigentes internacionalmente (8)
Células benignas Células cancerígenas Tamaño y forma
celular Límites normales reflejando la división celular normal y la maduración del epitelio.
Variación del tamaño y forma reflejando división celular y maduración anormales
Tamaño nuclear Límites normales reflejando división celular y maduración normales
Variación significativa del tamaño nuclear (anisocitosis) reflejando división celular y maduración anormales
Forma nuclear Generalmente redondas, ovales o en alubia
Forma anormal
Estructura de la cromatina en el
núcleo en interfase
Cromatina finamente granular uniformemente distribuida en el núcleo
Cromatina granular gruesa irregularmente distribuida por todo el núcleo
Contenido de cromatina en el
núcleo en interfase
Cromatina granular finamente regularmente distribuida en el núcleo
Cromatina aumentada, pero la cantidad y su distribución varían entre núcleos, debido a la división celular anormal.
Hipercromasia Raramente visto, si está presente refleja cambios regenerativos
Común reflejando un aumento de cromatina o un recambio celular rápido o ambos
Multinucleación No frecuente. Si está presente los núcleos son de tamaño uniforme
No es común. Los núcleos varían en tamaño y forma
Nucleolos Pequeños, uniformes, poco numerosos
Grande, irregular, de tamaño y forma variables y en números variables
Cohesividad Uniones celulares bien formadas
Pérdida de la cohesividad
Mitosis Ocasionalmente visto en la capa basal del epitelio
Las mitosis anormales se encuentran frecuentemente por todo el epitelio
Tabla 1. Sistematización diferencial de las características nucleares y citoplasmáticas en células benignas y malignas presentes en la citología de cuello uterino.
La totalidad de estas características citomorfológicas son detectadas y evaluadas
por el patólogo y/o citotecnólogo basándose en su visualización por microscopia
directa y en su experiencia, sin embargo, como se desprende de la tabla 1, el
diagnóstico es fundamentalmente cualitativo. Son escasos los estudios
cuantitativos que permitan profundizar en el análisis matemático de estos
parámetros y su relación con el diagnóstico y pronóstico de las lesiones de cuello
uterino, con este fin, en el presente estudio, se aplicó el procesamiento digital y
con morfometría digital de imágenes citológicas, lo cual representa un excelente
área de avance en el diagnóstico en citología ginecológica. Este trabajo de
investigación emplea un conjunto de herramientas digitales de precisión con el
objetivo de enmarcar y establecer criterios de valoración para el estudio de
alteraciones morfométricas nucleares y citoplasmáticas en cambios benignos y
malignos del cuello uterino. Dada la progresividad de las lesiones cervicales, sus
diagnósticos graduados pueden ser considerados una escala semi-cuantitativa con
lo benigno en un extremo y lo maligno en el otro.
MATERIALES Y METODOS:
Recolección de los frotis Cérvico-vaginales
Los frotis fueron suministrados por el Servicio de Anatomía Patológica del
Hospital Oncológico “Dr. Miguel Pérez Carreño” de la ciudad de Valencia. Se
tomaron casos de los años 2010 y 2011 de citologías cérvico-vaginales teñidas
con la técnica de Papmart, con los siguientes diagnósticos: Dentro de los limites
normales (DLN), Alteraciones concomitantes (Conc) que incluyó lesiones
inflamatorias, procesos benignos asociados a vaginosis bacteriana, trichomonas
vaginalis, y candidas sp, lesiones por el virus de papiloma humano (VPH), Lesión
intraepitelial escamosa de bajo grado (LIE-BG), de alto grado (LIE-AG),
carcinoma in situ y epidermoide (CA) y carcinoma posterior a irradiación (PostR).
Todas estas láminas fueron montadas nuevamente y cubiertas con cubreobjeto
para evitar refringencia en el momento de capturar las imágenes.
Adquisición digital de imágenes
Se empleó un microscopio marca Zeiss® Axiostar plus conectado a una cámara
digital (Canon® Power Shot G9) de 12 megapíxels, controlada por la aplicación
Axio Visión Rel v4.7.1. Las imágenes digitalizadas con un campo enfocado en
objetivo de 40X, fueron almacenadas en color RGB en formato JPEG en una
tarjeta de memoria de 8GB. Se analizaron un total de 90 imágenes de células del
epitelio cérvico-vaginal a partir de 37 pacientes con frotis citológicos.
Procesamiento de imágenes
Se empleó el programa ImageTool®V3.0 desarrollado por el Centro de Salud de
la Universidad de Texas en San Antonio, EEUU., (UTHSCSA). Las imágenes se
convirtieron a tonos de grises de 8 Bits para una escala de 256 tonos de grises
proporcionales desde el blanco (0) hasta el negro (256). Mediante cursores
digitales asignados manualmente se midieron los diámetros mayores de núcleo y
citoplasma por separado en 15 células seleccionadas aleatoriamente. Se
seleccionaron las células completamente definidas viables y enteras para las
mediciones.
Las distancias se calibraron mediante mediciones de los diámetros eritrocitarios
presentes en el mismo frotis. La densidad tanto nuclear como citoplasmática se
calibró para cada toma con la sustracción de la intensidad de la luz de fondo del
frotis.
Estadística
Los resultados citomorfométricos se tabularon y agruparon para cada diagnóstico
citológico. Los datos fueron procesados estadísticamente mediante el programa
PAST V1.2, se calcularon la mediana y los percentiles 25 y 75 para cada variable
cuantitativa. Las comparaciones entre los valores de cada grupo se evaluaron con
la prueba no paramétrica de Mann-Whitney aceptándose como significativas
diferencias P<0,05. Se realizó el análisis de correlación y regresión lineal de
Pearson entre las variables citomorfométricas y el diagnóstico citológico de
gravedad progresiva siendo éste último considerado en el presente estudio como
variable semicuantitativa con valor del 1 al 7 en forma gradual y proporcional al
grado de gravedad, correspondiendo a los diagnósticos DLN, CONC, VPH, LIE-
BG, LIE-AG, CA y POSTR respectivamente.
RESULTADOS La técnica de tinción de frotis citológico utilizada de Papmart evidenció la
proporcionalidad en el aumento de contraste y definición en los núcleos y
citoplasmas de las células sometidas a evaluación para el análisis y diagnostico
digital. La figura 01 LIE-AG presenta la interfase de morfometría usada en este
estudio (ImageTool) en la opción de medición lineal de núcleo celular. El panel
izquierdo corresponde a la base de datos de las mediciones realizadas.
Fig.1. Interfase del programa ImageTools usado para el procesamiento digital de las imágenes. La fotografía en proceso corresponde a una citología con diagnóstico LIE-AG, teñida con Pap-Mart tomada a 40X. La columna de mediciones corresponde a los diámetros citoplasmáticos (μm).
Diámetros Nucleares Los valores obtenidos por morfometría digital de los diámetros nucleares en cada
uno de los grupos de patología evaluados se presentan en la Tabla 2.
La determinación digital de los diámetros de los núcleos demostró un aumento del
+28,8% en los núcleos de citologías con diagnóstico de CONC al comparar con
los DLN. No se detectaron diferencias significativas entre las citologías DLN y
las de VPH.
Las citologías con diagnóstico de LIE-BG mostraron un +90,5% de incremento en
el diámetro nuclear al compararlo con las citologías DLN. En el caso de las
citologías LIE-AG este aumento fue del +77,2% y aquellas con diagnóstico de CA
fue de +100% de aumento y el máximo incremento del diámetro nuclear fue de
+140% para las citologías POST-R. %, todos estos valores expresados
anteriormente, fueron arrojados en comparación con citologías de DLN, en el caso
de LIE-BG Y LIE-AG el incremento del núcleo fue +13,3 % en los LIE-BG con
respecto a LIE-AG. El Análisis de regresión entre el diámetro nuclear expresado
en μm y el diagnóstico de gravedad progresiva en citologías de cuello uterino de
las 37 pacientes no detectó asociación significativa (r2=0,87; F=3,27; P=0,25).
Tabla 2. Valores de diámetro nuclear expresados en μm y medidos en citologías de cuello uterino en diferentes patologías, comparadas con valores citológicos normales. (*)
Comparación DLN con cambios celulares benignos y malignos según test no paramétrico de MANN-WHITNEY. (**) Comparación LIE-BG con LIE-AG. (***) Comparación con CA. Δ% Diferencia porcentual con DLN. Abreviaturas: DLN: Dentro de los limites normales; CONC: Concomitante; VPH: Virus de Papiloma Humano; LIE-BG: Lesión Intraepitelial Escamosa de Bajo Grado; LIE-AG: Lesión Intraepitelial Escamosa de Alto Grado; CA: Carcinoma; POST-R: Post-radiación, NS: no significativo.
Diagnóstico Mediana μm
P25% μm
P75% Μm
Δ % P
DLN 1,13 1,01 1,41 - CONC 1,45 1,23 1,70 +28,8 * VPH 1,45 0,88 1,95 +28,8 NS
LIE-BG 2,15 1,69 3,01 +90,5 * LIE-AG 2,0 1,47 2,88 +77,2 */**
CA 2,26 1,86 2,83 +100 * POST-R 2,71 2,29 3,0 +140 */***
Diámetros Citoplasmáticos
Los valores obtenidos por morfometría digital de los diámetros citoplasmáticos en
cada uno de los grupos de patología evaluados se presentan en la Tabla 3.
En cuanto a la morfometría digital de los diámetros de los citoplasmas, se
evidenció una disminución del -23,9% en los citoplasmas de frotis citológicos con
diagnóstico de CONC; seguidamente en VPH se observó una disminución de -
34,2%, en LIE-BG -13,58, LIE-AG -44%, CA -50,2 y POST-R -35,8, todos estos
valores fueron resultados de comparación de estos diversos diagnósticos con
cuadro citológicos DLN, en lo concerniente a POST-R y CA disminuyó 14,4%
POST-R en comparación con CA.
Tabla 3 Valores de diámetro citoplasmático en citologías de cuello uterino en diferentes patologías, comparadas con valores citológicos normales.
(*) Comparación DLN con cambios celulares benignos y malignos según test no paramétrico de MANN-WHITNEY. (**) Comparación LIE-BG con LIE-AG. (***) Comparación con CA. Abreviaturas: DLN: Dentro de los limites normales; CONC: Concomitante; VPH: Virus de Papiloma Humano; LIE-BG: Lesión Intraepitelial Escamosa de Bajo Grado; LIE-AG: Lesión Intraepitelial Escamosa de Alto Grado; CA: Carcinoma; POST-R: Post-radiación.
Diagnóstico Mediana μm
P25% μm
P75% Μm
Δ % P
DLN 12,09 11,04 14,48 CONC 9,20 7,67 10,52 -23,9 * VPH 7,95 6,44 11,07 -34,2 *
LIE-BG 10,45 7,14 12,33 -13,6 * LIE-AG 6,77 5,33 8,77 -44,0 */**
CA 6,02 4,58 7,51 -50,2 * POST-R 7,75 6,12 9,80 -35,8 */***
Fig.2 Análisis de regresión entre el diámetro citoplasmático expresado en μm y el diagnóstico de gravedad progresiva en citologías de cuello uterino de 37 pacientes.
Curva de ajuste lineal estadísticamente significativa, r2:0,82; F: 22,62; p:0,005. Ecuación de regresión: Diagnóstico = (Diámetro citoplasmático [μm] x 0,112) – 0,288
Relación de tamaño Núcleo/Citoplasma
Al realizar el análisis de regresión entre los tamaños de los citoplasmas y de los
núcleos no se observó relaciones estadísticamente significativas entre ambos
parámetros en los valores de las citologías de los grupos DLN y CONC, sin
embargo si se encontró en el grupo VPH la cual es: Tamaño Citoplasma (μm) =
49,13+ (Tamaño núcleo [μm] x 1,51); r2=0,15; F=15,9; P=0,0001.
Densidades nucleares Los valores obtenidos por densimetría digital de las densidades nucleares en cada uno de los grupos de patología evaluados se presentan en la Tabla 4.
Tabla 4. Valores de densitometría digital nuclear en citologías de cuello uterino en diferentes patologías, comparadas con valores citológicos normales.
(*) Comparación DLN con cambios celulares benignos y malignos según test no paramétrico de MANN-WHITNEY. (**) Comparación LIE-BG con LIE-AG. Abreviaturas: DLN: Dentro de los limites normales; CONC: Concomitante; VPH: Virus de Papiloma Humano; LIE-BG: Lesión Intraepitelial Escamosa de Bajo Grado; LIE-AG: Lesión Intraepitelial Escamosa de Alto Grado; CA: Carcinoma; POST-R: Post-radiación.
En lo que compete a densimetría digital de los núcleos se observó una
disminución de -8,6 % en la densidad de los núcleos de extendidos citológicos con
diagnostico de CONC al comparar con citologías DLN, posteriormente en los
diagnósticos de VPH aumento el 62,7%, en LIE-BG 68%, LIE-AG 53,7, CA
71,2%, POST-R 27,6% todos estos valores diagnósticos en comparación con
citologías DLN. Aunque disminuyó 43,6% en los extendidos citológicos de
POST-R con respecto a CA.
Fue evidente la distribución granular e irregular de la cromatina, la presencia de
reforzamiento de la membrana nuclear y coilocitosis (en el caso de los extendidos
de V.P.H.)
Diagnostico Mediana UA
P25% UA
P75% UA
Δ % P
DLN 94,0 89,0 102,0 CONC 86,0 64,5 97,25 -8,6 * VPH 153,0 132,0 161,25 62,7 *
LIE-BG 158,0 143,0 176,0 68,0 * LIE-AG 144,5 125,3 174,75 53,7 *
CA 161,0 143,8 186 71,2 */** POST-R 120,0 91,25 140,75 27,6 */**
Fig.3 Análisis de regresión entre la densidad nuclear expresada en unidades de densidad arbitrarias (AU) y el diagnóstico de gravedad progresiva en citologías de cuello uterino de 37 pacientes.
Diagnóstico = (Densidad Nuclear (UA) x 0,422)-3,017 (r2:0,92; F:57,49; p=0,0006)
Densidades citoplasmáticas
Los valores obtenidos por densimetría digital citoplasmática en cada uno de los
grupos de patología evaluados son presentados en la Tabla 5.
Tabla 5.
Valores de densitometría digital citoplasmática en citologías de cuello uterino en diferentes patologías, comparadas con valores citológicos normales.
(*) Comparación DLN con cambios celulares benignos y malignos según test no paramétrico de MANN-WHITNEY. (**) Comparación LIE-BG con LIE-AG. Abreviaturas: DLN: Dentro de los limites normales; CONC: Concomitante; VPH: Virus de Papiloma Humano; LIE-BG: Lesión Intraepitelial Escamosa de Bajo Grado; LIE-AG: Lesión Intraepitelial Escamosa de Alto Grado; CA: Carcinoma; POST-R: Post-radiación.
Fig.4 Análisis de regresión entre la densidad citoplasmática expresada en unidades de densidad arbitrarias (AU) y el diagnóstico de gravedad progresiva en citologías de cuello uterino de 37 pacientes.
Ecuación de regresión: Diagnóstico = (Densidad citoplasmática x -0,097) + 10,53 (r2:-0,56; F: 6,276; p=0,05)
Diagnóstico Mediana UA
P25% UA
P75% UA
Δ % P
DLN 2,5 -13,0 29,0 * CONC 5,0 -13,0 25,0 23,9 * VPH 63,5 40,0 103,5 34,2 *
LIE-BG 112,0 63,0 129,0 13,6 * LIE-AG 96,0 72,25 120,0 55,9 *
CA 91,0 62,5 119,25 55,2 */** POST-R 67,5 50,25 90,75 35,8 */**
Los frotis mostraron un aumento en la densidad citoplasmática al compararlos con
el grupo DLN en un CONC 23,9%, VPH 34,2%, LIE-BG 13,6%, LIE-AG 55,9%,
CA 55,2% y finalmente POST-R con un 35,8%, sin embargo, en los extendidos de
POST-R disminuyó un -19,42% en comparación a extendidos de CA.
DISCUSIÓN
En el presente estudio se realizó la cuantificación por citomorfometría digital de
las relaciones núcleo/citoplasma de células en frotis citológicos de cuello uterino
de pacientes agrupadas según los diversos diagnósticos citológicos.
Respecto a los valores obtenidos en lo relacionado a morfometría digital del
núcleo se establece que en los extendidos de diagnósticos citológicos del grupo
CONC aumentó significativamente en comparación con frotis citológicos del
grupo DLN probablemente debido al grado de inflamación (en diversos grados).
Al comparar el tamaño nuclear entre los grupos DLN y LIE-BG se confirmó en
éste último, la positividad del criterio de malignidad por medio del aumento del
tamaño nuclear de casi el doble.
Al aumentar el criterio diagnóstico de malignidad como ocurre en el grupo LIE-
AG se apreció que el porcentaje de aumento del diámetro nuclear, si bien es
mayor que en el grupo DLN, fue menor estadísticamente que el del grupo LIE-
BG. La explicación de este hallazgo es la presencia en estos frotis de células del
epitelio glandular, que en cuanto a su morfología varían notablemente respecto a
las células del epitelio escamoso, por otro lado, el pleomorfismo nuclear que estas
células presentan indiferentemente a que tejido pertenezcan, logrando modificar
dichos valores en cuanto a los diámetros de sus núcleos en la población celular
evaluada en el frotis.
Los frotis del grupo portador de CA mostraron un aumento el 100% de sus
núcleos, lo cual confirma que en este grado avanzado de neoplasia el núcleo
muestra signos evidentes de anisocitosis, lo cual es consecuencia de la alteración
de los procesos metabólicos propios de la célula maligna.
En el grupo de frotis provenientes de pacientes portadores de CA y sometidos a
radioterapia, se observó que a las alteraciones propias de la malignidad, se
añadieron las generadas por la exposición del tejido a la radiación incrementando
el tamaño nuclear aún más que en los casos de lesión maligna sin tratamiento.
Referente a los valores de diámetro de los citoplasmas, resaltamos que a medida
que la célula experimenta cambios celulares benignos y malignos se puede
evidenciar la reducción del tamaño del citoplasma comparados con los valores del
grupo DLN. Esta reducción es mas intensa en los casos de CA y aún mas intensa
en el grupo POST-R siendo este último un indicativo de la efectividad de la
terapia de post-radiación.
Tomando como referencia los valores obtenidos en el estudio de densimetría
digital nuclear de las muestras del grupo DLN, se observó una reducción de la
picnosis en los casos del grupo CONC, esto puede ser debido a que estos frotis
son casos de procesos inflamatorios crónicos y severos, siendo este el producto
del proceso de presión osmótica celular experimentada. En los casos LIE-BG,
LIE-AG y CA la hipercromacia se acentuó debido al estadio de la malignidad de
la lesión y al aspecto de disposición de la cromatina. La radioterapia redujo
notablemente la cromacidad como lo evidenció los valores del grupo POST-R
probablemente por la reducción en la actividad metabólica nuclear descontrolada.
Los valores obtenidos de densimetría citoplasmática, orientados a la cromacidad,
se confirma que en los frotis con cambios benignos la densidad es baja
probablemente debido a que se mantiene el equilibrio de las funciones
metabólicas de la célula, en contraste, la densidad citoplasmática en los grupos
LIE-BG, LIE-AG y CA se incrementó significativamente; lo cual es consecuencia
de un incremento notable de la tasa metabólica y de la síntesis protéica que
repercuten directamente en el núcleo fomentando la producción de proteínas de
alto peso molecular al medio acuoso alterando así su aspecto. Nuevamente, los
resultados del grupo sometido a radioterapia reducen estos valores de densidad
citoplasmática evidenciando que la terapia de radiación ha sido efectiva en la
reversión de los cambios malignos.
Respecto a la relación núcleo citoplasma es uno de los mayores parámetros
discriminatorios a la hora de emitir un diagnostico; ya que este juega un rol
indispensable en la adquisición de información descriptiva en el citodiagnóstico;
puesto que en dependencia de cómo se presenta el núcleo va a ser criterio
definitivo para identificar cambios celulares benignos o una neoplasia y en que
estadio se encuentra; cabe resaltar que debe hacerse referencia a una correlación
cito histológica para confirmar dichos resultados y así prevenir de esta manera lo
menos posible los falsos positivos y falsos negativos.
Seguidamente el método propuesto para calcular densidades de núcleos y
citoplasma, por medio de escalas de grises constituye un sistema sólido de
extracción de características de cromacidad, que resultara de gran utilidad para
otras etapas de consolidación en la visualización o análisis de la célula, cabe
destacar que esta información debe incorporarse con un sistema general en donde
se estudie y analiza la información de diámetros, para que los resultados de
diagnostico, diferenciación sean mas precisos y completos, ya que los valores
arrojados por el programa en la tinción, puede verse afectados por errores en el
control de calidad interno en la fase del procesamiento del frotis. El valor y
utilidad diagnóstica del estudio de correlación y regresión se evidencia al aportar
las ecuaciones que permiten, de forma simple, objetiva y cuantitativa, asociar el
diámetro celular y las densidades nucleares y citoplasmática con un posible
diagnóstico de benignidad o malignidad.
Así mismo, el programa ImageTool v3.0 es la pauta para emprender
investigaciones no solo en el campo de citología ginecológica; si no para
cualquier tipo de citología o investigación científica de otra índole, enmarcada en
el ramo de la salud; ya que le proporciona un conjunto de herramientas útiles al
especialista para facilitar la identificación y criterio diagnostico a través del
procesamientos de imágenes debido a su sencillez y generalidad para emplearlo.
AGRADECIMIENTOS
Los autores muestran su profundo agradecimiento al personal del hospital
oncológico “Dr. Miguel Pérez Carreño”, especialmente al laboratorio
anatomopatológico, por su invaluable colaboración de proporcionarnos las
muestras, y al “Centro de Investigaciones Médicas y Biotecnológicas de la
Universidad de Carabobo” (CIMBUC) por facilitar el fotomicroscopio.
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