Simulaciones de células de cuello uterino desde normalidad hasta atipias escamosas de significado indeterminado (ascus) con geometría fractal

Simulations of cervical cells from normal to atypical squamous cells of undetermined significance (ascus) with fractal geometry

Contenido principal del artículo

Javier Rodríguez
Signed Prieto
Luis Tabares
Astrid Rubiano
Ingrid Prieto
Darío Domínguez
Marcela Mejía
Leonardo Ramírez

Resumen

Los sistemas convencionales de evaluación de la citología cervicouterina presentan problemas de reproducibilidad al basarse en observaciones cualitativas, por ello, se desarrolló una metodología diagnóstica de células cervicales desde geometría fractal. A partir de las dimensiones fractales de objetos definidos en la célula, se han encontrado diferencias entre normalidad y enfermedad; además, se ha mostrado que la clasificación ASCUS (Atipias Escamosas de Significado Indeterminado) podría ser aclarada, al evidenciar su comportamiento matemático similar o bien a normalidad o a enfermedad. También, se desarrolló una generalización de dicha metodología que mostró todos los posibles prototipos, desde normalidad hasta carcinoma. A partir de la generalización desarrollada y partiendo de tres células normales, en este trabajo se realiza una simulación de posibles alteraciones celulares, desde normalidad hasta el estado de ASCUS, cuyos valores matemáticos pueden ser de normalidad o de LEIBG (Lesión Intraepitelial de Bajo Grado). Se simularon tres posibles variaciones geométricas para cada célula en el espacio de Box Counting, se calculó la dimensión fractal para núcleo, citoplasma y totalidad, manteniendo los valores de variabilidad y AMI (Armonía Matemática Intrínseca) celular. Se obtuvieron simulaciones de posibles trayectorias de normalidad a ASCUS, tanto con características de normalidad como con características de LEIBG, con medidas cuantitativas, objetivas y reproducibles. Se evidenció una organización fractal en la arquitectura de las células denominadas ASCUS, que permite el desarrollo de trayectorias acausales de alteración celular, de utilidad en la práctica clínica diaria.

Palabras clave:

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Detalles del artículo

Referencias (VER)

ALAMEDA, F.; FUSTÉ, P.; ALBERT, S.; ROMERO, E.; GIMFERER, E.; SOLER, I.; CONANGLA, M.; CARRERAS, R.; SERRANO, S. 2007. Citología en medio líquido (Thin Prep Pap Test). Un año de experiencia. Prog. Obstet. Ginecol. (España). 50:197-202.

BAISH, J.; JAIN, R. 2000. Fractals and Cancer. Cancer Res. (EstadosUnidos). 60:3683- 3688.

BASSINGTHWAIGHTE, J.; LIEBOVITCH, L.; WEST, B. 1994. Fractal Physiology . Ed. American Physiological Society by Oxford University Press. (New York). p.210-228.

CHENG, S.C.; HUANG, Y.M. 2003. A novel approach to diagnose diabetes based on the fractal characteristics of retinal images. IEEE Trans Inf. Technol. Biomed. (EstadosUnidos). 7(3):163-70.

CORREA, C.; RODRÍGUEZ, J.; PRIETO, S.; BERNAL, P.; OSPINO, B.; MUNÉVAR, A.; ÁLVAREZ, L.; MORA, J.; VITERY, S. 2012. Geometric diagnosis of erythrocyte morphophysiology. JMMS. (Nigeria). 3(11):715-720.

DIM, C.C. 2012. Towards improving cervical cancer screening in Nigeria: A review of the basics of cervical neoplasm and cytology. Niger J. Clin. Pract. (India). 15:247-252.

DYBOWSKI, R.; GANT, V. 1995. Artificial neural networks in pathology and medical laboratories. Lancet. (Estados Unidos). 346:1203-1207.

EDITORIAL COMMITE OF ACTA CYTOL. 1993. The Bethesda System for Reporting Cervical/Vaginal Cytologyc Diagnoses. Acta Cytol. 37: 115.

FERNÁNDEZ, A. 1990. Introducción. En: FERNÁNDEZ, A. Orden y Caos. Ed. Prensa Científica S.A. (España). p.4-8.

GARTE, S. 2004. Fractal properties of the human genome. J. Theor. Biol. (Inglaterra). 230(2):251-60.

GOLDBERGER, A.L.; RIGNEY, D.R.; WEST, B.J. 1990. Chaos and fractals in human physiology. Sci. Am. 262:42-49.

GOLDBERGER, A.; AMARAL, L.; HAUSDORFF, J.; IVANOV, P.; PENG, CH.; STANLEY, H.E. 2002. Fractal dynamics in physiology: alterations with disease and aging. PNAS. (Estados Unidos). 99:2466-2472.

GUILBERT, E.; BORODITSKY, R.; BLACK, A.; KIVES, S.; LEBOEUF, M.; MIROSH, M.; SENIKAS, V.; WAGNER, M.S.; WEIR, E.; YORK-LOWRY, J.; REID, R.; TRUSSELL, J.; SOCIETY OF OBSTETRICIANS AND GYNAECOLOGISTS OF CANADA. 2007. Canadian Consensus Guideline on Continuous and Extended Hormonal Contraception, 2007. J. Obstet. Gynaecol. Can. (Canada). 29:S1-32.

KISELEV, V.G.; HAHN, K.R. 2003. Is the brain cortex a fractal? Neuroimage. (United States). 20(3):1765-1774.

LACHMAN, M.F.; CAVALLO-CALVANESE, C. 1998. Qualification of atypical squamous cells of undetermined significance in an independent laboratory: is it useful or significant? Am. J. Obstet. Gynecol. 179:421-429.

LACRUZ, C. 2003. Nomenclatura de las lesiones cervicales (de Papanicolau a Bethesda 2001). Rev. Esp. Patol: 36(1):5-10.

LUZI, P.; BIANCIARDI, G.; MIRACCO, C.; DESANTI, M.M.; DEL VECCHIO, M.T.; ALIA, L.; TOSI, P. 1999. Fractal analysis in human pathology. Ann. NY Acad. Sci. (Estados Unidos). 879:255-257.

MANDELBROT, B. 1967. How Long Is the Coast of Britain? Statistical Self-Similarity and Fractional Dimension. Science, New Series. (Estados Unidos).156 (3775):636-638.

MAUROY, B.; FILOCHE, M.; WEIBEL, E.R.; SAPOVAL, B. 2004. An optimal bronchial tree may be dangerous. Nature. 427:633-636.

NANDA, K.; MCCRORY, D.C.; MYERS, E.R.; BASTIAN, L.A.; HASSELBLAD, V.; HICKCY, J.D.; MALCHAR, D.B. 2000. Accuracy of the Papanicolaou test in screening for and follow-up of cervical cytologic abnormalities: a systematic review. Ann. Intern. Med. (Estados Unidos). 132:810-819.

PRISMATIC PROJECT MANAGEMENT TEAM. 1999. Assessment of automated primary screening on PAPNET of cervical smears in the PRISMATIC trial. Lancet. 353(9162):1381-1385.

RODRÍGUEZ, J.; MARIÑO, M.; AVILÁN, N.; ECHEVERRI, D. 2002. Medidas fractales de arterias coronarias en un modelo experimental de reestenosis: Armonía matemática intrínseca de la estructura arterial. Rev. Col. Cardiol. 10 (2):65-72.

RODRÍGUEZ, J.; PRIETO, S.; ORTIZ, L.; WIESNER, C.; DÍAZ, M.; CORREA, C. 2006. Descripción matemática con dimensiones fractales de células normales y con anormalidades citológicas de cuello uterino. Rev. Cienc. Salud. (Colombia). 4 (2):58-63.

RODRÍGUEZ, J.; PRIETO, S.; ORTIZ, L.; CORREA, C.; ÁLVAREZ, L.; BERNAL, P.; CASADIEGO, E. 2007. Variabilidad de la dimensión fractal de la ramificación coronaria izquierda en ausencia y presencia de enfermedad arterial oclusiva moderada y severa. Rev. Col. Cardiol. 14(3):173-179.

RODRÍGUEZ, J. 2008. Teoría de unión al HLA clase II: teoría de probabilidad, combinatoria y entropía aplicadas a secuencias peptídicas. Inmunología. (España). 27(4):151-166.

RODRÍGUEZ, J. 2010a. Entropía Proporcional de los Sistemas Dinámicos Cardiacos: Predicciones físicas y matemáticas de la dinámica cardiaca de aplicación clínica. Rev Col. Cardiol. 17:115-129.

RODRÍGUEZ, J. 2010b. Método para la predicción de la dinámica temporal de la malaria en los municipios de Colombia. Rev. Panam Salud Pública. (Colombia). 27(3):211-218.

RODRÍGUEZ, J.; BERNAL, P.; PRIETO, S.; CORREA, C. 2010. Teoría de péptidos de alta unión de malaria al glóbulo rojo. Predicciones teóricas de nuevos péptidos de unión y mutaciones teóricas predictivas de aminoácidos críticos. Inmunología (España). 29(1):7-19.

RODRIGUEZ, J.; PRIETO, S.; CORREA, C.; BERNAL, P.; PUERTA, G.; VITERY, S.; SORACIPA, Y.; MUÑOZ, D. 2010. Theoretical generalization of normal and sick coronary arteries with fractal dimensions and the arterial intrinsic mathematical harmony. BMC Med. Phys. (Inglaterra).10:1-6.

RODRÍGUEZ, J.; PRIETO, S.; CORREA, C.; POSSO, H.; BERNAL, P.; PUERTA, G.; VITERY, S.; ROJAS, I. 2010. Generalización fractal de células preneoplásicas y cancerígenas del epitelio escamoso cervical. Una nueva metodología de aplicación clínica. Rev. Fac. Med. (Colombia). 18 (2):173-181.

RODRÍGUEZ, J. 2011. Nuevo método fractal de ayuda diagnóstica para células preneoplásicas del epitelio escamoso cervical. Rev. U.D.C.A Act. & Div. Cient. (Colombia). 14(1):15-22.

RODRÍGUEZ, J.; PRIETO, S.; BERNAL, P.; PÉREZ, C.; CORREA, C.; ÁLVAREZ, L.; BRAVO, J.; PERDOMO, N.; FACCINI, A. 2012. Predicción de Linfocitos T CD4 con base en la teoría de probabilidad. Aplicación clínica a poblaciones de leucocitos, linfocitos y CD4 de pacientes con VIH. Infectio. (Colombia). 16(1):15-22.

RODRÍGUEZ, J.; PRIETO, S.; CORREA, C.; BERNAL, P.; ÁLVAREZ, L.; FORERO, G.; VITERY, S.; PUERTA, G.; ROJAS, I. 2012. Diagnóstico fractal del ventriculograma cardiaco izquierdo. Geometría fractal del ventriculograma durante la dinámica cardiaca. Rev. Col. Cardiol. 19(1):18-24.

RODRÍGUEZ, J.; CORREA, C.; MELO, M.; DOMÍNGUEZ, D.; PRIETO, S.; CARDONA, D.M.; SORACIPA, Y.; MORA, J. 2013. Chaotic cardiac law: Developing predictions of clinical application. J. Med. Sci. 4(2):79-84.

SANKAR, D.; THOMAS, T. 2010. A New Fast Fractal Modeling Approach for the Detection of Microcalcifications in Mammograms. J. Digit. Imaging. (United States). 23(5):538-546.

SMITH, A.E.; SHERMAN, M.E.; SCOTT, D.R.; TABBARA, S.O.; DWORKIN, L.; OLSON, J.; THOMPSON, J.; FASER, C.; SNELL, J.; SCHIFFMAN, M. 2000. Review of the Bethesda System atlas does not improve reproducibility or accuracy in the classification of atypical squamous cells of undetermined significance smears. Cancer. (Estados Unidos). 90:201-206.

SPENCE, A.R.; GOGGIN, P.; FRANCO, E.L. 2007. Process of care failures in invasive cervical cancer: systematic review and metaanalysis. Prev. Med. 45:93- 106.

STEHLÍK, M.; MRKVIČKA, T.; FILUS, J.; FILUS, L. 2012. Recent developments on testing in cancer risk: a fractal and stochastic geometry. J. Reliab. Statist. Stud. (India). 5(Issue Special):83-95.

STEPIEN, R.; STEPIEN, P. 2010. Analysis of Contours of Tumor Masses in Mammograms by Higuchi's Fractal Dimension. Biocybern. Biomed. Eng. (Polonia). 30(4):49-56.

STOLER, M.H.; SCHIFFMAN, M. 2001. Atypical Squamous Cells of Undetermined Significance-Low- grade Squamous Intraepithelial Lesion Triage Study (ALTS) Group. Interobserver reproducibility of cervical cytologic and histologic interpretations: realistic estimates for the ASCUS-LSIL Triage Study. JAMA. 285:1500-1505.

VASILJEVIC, J.; RELJIN, B.; SOPTA, J.; MIJUCIC, V.; TULIC, G.; RELJIN, I. 2012. Application of multifractal analysis on microscopic images in the classification of metastatic bone disease. Biomed Microdevices. (EstadosUnidos). 14:541-548.

WELTER, M.; RIEGER, H. 2010. Physical determinants of vascular network remodeling during tumor growth. Eur. Phys. J. E. (Francia). 33:149-163.

WORLD HEALTH ORGANIZATION. International Agency for Research Center. Globocan. 2008a. Fact Sheets: Cervix uteri, Worldwide. Disponible desde internet http://globocan.iarc.fr/factsheet.asp (con acceso 14/01/2013).

WORLD HEALTH ORGANIZATION. International Agency for Research Center. Globocan. 2008b. Online Analysis, Incidence/Mortality, Chart by populations, Cervix uteri, all ages, 20 highest in Americas. Disponible desde internet http://globocan.iarc.fr/ (con acceso 10/01/2013).

WEIDERPASS, E.; LABRÈCHE, F. 2012. Malignant Tumors of the Female Reproductive System. Saf. Health Work. (Corea del Sur). 3:166-180.

WHO/ICO. Information Centre on HPV and Cervical Cancer (HPV Information Centre). 2010. Human Papilloma virus and Related Cancers in Americas. Summary Report 2010. Disponible desde internet http://www.who.int/hpvcentre (con acceso el 01/11/2012).

Citado por