Caracterizacao das lesões e núcleos celulares neoplásicos por método de assinatura digital

Abstract

A assinatura digital é um histograma representativo de conjuntos de características de textura da cromatina do núcleo celular observado por microscopia óptica convencional. A assinatura digital é obtida através de análise de imagem computadorizada. Tal método permite o estudo do núcleo celular em material citológico e tecidos histológicos normais ou que apresentem alterações morfológicas relacionadas a processos patológicos. O objetivo principal deste trabalho foi caracterizar núcleos celulares de forma específica desenvolvendo um método de visualização de parâmetros de textura de cromatina (assinatura nuclear digital) que permitisse ainda avaliar alterações teciduais através do grau de desvio da normalidade apresentado por seus núcleos. Foram estudadas 93 características descritivas da distribuição espacial e estatísitca da textura de cromatina de imagens digitais de alta resolução de 5.045 núcleos celulares provenientes de 32 espécimes de tecido prostático. A próstata foi utilizada por ser o protótipo de desenvolvimento do laboratório de imagens biomédicas do Centro de Ciências Ópticas da Universidade do Arizona, nos Estados Unidos. Foram desenvolvidos e padronizados métodos para visualização de características de textura nuclear (assinaturas digitais) e de áreas de tecido (assinaturas de padrão histológico) e para quantificação do grau de desvio de células e áreas de tecido de interesse em relação à população notmal de referência (distância padronizada da população celular normal). Tal método, que pode ser utilizado sem restrições em qualquer material colhido e preparado por técnicas convencionais para estudo citológico ou histológico demonstrou sensibilidade para detectar alterações subvisuais na textura da cromatina de células aparentemente normais, próximas de lesões pré-neoplásicas e neoplasias malignas. Tais potencialidades podem aumentar a sensibilidade diagnóstica dos métodos de investigação baseados nesse tipo de material.

The digital signature is a histogram representing a set of nuclear chromatin texture features under conventional microscopy. It is obtained by computerized image analysis procedures and allows the study of cytologic and histologic material. The main goal of this project was to characterize nuclei in a specific manner by developing a chromatin texture signature and to characterize histologic tissue by means of their composition of nuclei with di verse degrees of deviation from normal. A set of 93 features descriptive of the spatial and statistical distribution of nuclear chromatin was computed for each of 5,045 nuclei from 32 specimens of prostatic tissue ranging from normal appeating tissue to intraepithelial lesions and adenocarcinoma. The prostate is the organ used as prototype to develop the digital signature technology at the Arizona Optical Sciences Center, USA. Standardized methods to visually inspect nuclear chromatin texture features (digital signatures) and tissue areas (histologic pattem signature) were developed. And a standardized distance from normal numerical profile was developed. The digital signature can be applied without any restriction to ali cytologic and histologic material sampled by biopsy, exfoliative and aspirative techniques. The digital signatures are also capable of detecting subtle changes of the chromatin pattern of normal appearing cells at the vicinity of precursor lesions and carcinomas. Such potentíal may have a positive impact on the sensitivity of methods based on citologic and histologic studies.