Analise da arquitetura da aorta de pacientes hipertensos e normotensos
Gislaine Vieira
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP V673a
[Texture analysis of the elastic fibers in aortas of normotensive and hypertensive patients]
Campinas, SP : [s.n.], 2009.
62 f. : il.
Orientador: Konradin Metze
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas
Resumo: Fibras elásticas são componentes essenciais da aorta e remodelamento é acompanhado em muitas doenças e eventos que ameaçam a vida, como dissecção e rupturas. Fibras elásticas podem ser facilmente visualizadas quando coradas com H&E e examinadas por microscopia de fluorescência. Nosso...
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Resumo: Fibras elásticas são componentes essenciais da aorta e remodelamento é acompanhado em muitas doenças e eventos que ameaçam a vida, como dissecção e rupturas. Fibras elásticas podem ser facilmente visualizadas quando coradas com H&E e examinadas por microscopia de fluorescência. Nosso objetivo foi criar um sistema de análise automática da textura das fibras elásticas comparando aorta de pacientes normotensos e hipertensos. O sistema de análise foi composto por Microscópio invertido Olympus IX-81 equipado com scanner FV 300 que utiliza laser FV-5 COMB2, utilizando laser de argônio a 488 nm, objetiva 40x usando óleo de imersão. A espessura da aorta varia de 2 a 3 mm, e a imagem completa foi composta por justaposição de imagens de 220x220 µm utilizando software Fluoview. Para análise foi utilizado o programa gliding box , que é uma caixa deslizadora de 128x128 pixels, que percorre a imagem da aorta pixel a pixel em toda sua extensão. Para análise computadorizada da textura foram utilizados programas computacionais (entropia, homogeneidade local e segundo momento angular derivado da matriz de co-ocorrência de Haralick). Foram calculados e plotados em diagramas resultados equivalentes à topografia histológica da imagem. Em cada caminho o gliding box percorreu entre 2000 e 3000 pixels da textura, revelando a topografia local e sua variação. Foi comparada a textura de fibras elásticas de cortes histológicos corados com HE de 24 pacientes normotensos e 30 hipertensos, adultos de ambos os sexos oriundos de autópsias realizadas no Depto de Anatomia Patológica. Para comparação entre textura e idade utilizou-se Correlação de Pearson, e a textura foi comparada entre os grupos com o auxílio do teste t. Resultados: Tanto nos pacientes normotensos como nos hipertensos não houve correlação entre: número de fibras elásticas ou distâncias entre elas, para as análises de Haralick e idade dos pacientes. No entanto, a entropia em pacientes normotensos (r=0,60; p=0,004) e a homogeneidade local (r=0,43; p =0,049) demonstraram acréscimo da variação topográfica com o envelhecimento, fato que não ocorreu nos hipertensos. Quando comparadas com aortas normotensas, as hipertensas revelaram menos fibras elásticas (p<0,0001), maior variabilidade e distâncias (p<0,0001), aumento da média da espessura e maior variabilidade da espessuras das fibras ( p<0,0001). Conclusão: Demonstramos que o presente método é uma ferramenta que permite uma análise objetiva da textura de fibras elásticas da aorta com a possibilidade de quantificar processos patológicos. Observamos que em pacientes normotensos, o número médio de fibras elásticas e a distância entre elas são constantes e ocorrem discretas alterações da arquitetura com o aumento da idade. Em hipertensos, o distúrbio arquitetural é mais evidente e ocorrem perdas de fibras elásticas.
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Abstract: The elastic fiber network is an essential component of the aorta. Its remodeling accompanies many diseases and may provoke life-threatening events, such as dissection or rupture. Elastic fibers can be easily demonstrated in eosin-stained histologic sections examined by fluorescence...
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Abstract: The elastic fiber network is an essential component of the aorta. Its remodeling accompanies many diseases and may provoke life-threatening events, such as dissection or rupture. Elastic fibers can be easily demonstrated in eosin-stained histologic sections examined by fluorescence microscopy. The aim of our study was to create an automatic texture analysis system of the elastic fibers and to apply it in human aortas comparing normotensive and hypertensive patients. The analysis sytem was composed of an Olympus IX-81 inverted microscope, a FV300 scan head and a FV-5 COMB2 laser combiner. The fluorescence of the hematoxylin and eosin-stained slides was excited with the 488 nm line of an Argon laser using a 40x oil immersion objective. The Fluoview software was used to reconstruct the images. The full image of the whole sample (2 or 3mm long) was composed by several 220x220. Then a gliding box of 128x128 pixels was running in 1-pixel steps along a predefined axis parallel to the bottom line of the image. For every new box, computerized analysis of texture features (entropy, local homogeneity and the second angular moment derived from the gray-level co-occurrence matrix) were calculated and plotted in diagrams, where the position on the x-axis was equivalent to the topography in the histologic picture. In that way for each "run" of the gliding box about 2000 to 3000 values of a texture feature were obtained, thus revealing precisely its topographic postion and its variabilty. We compared the elastic fiber texture in routinely HE-stained histologic slides of the aorta ascendens in 24 normotensive and 30 hypertensive adult patients of both sexes and of similar age from our autopsy files. Pearson correlations were calculated between the texture features and the age. Texture features were compared between both groups with the help of the t-test. Results: In normotensive and hypertensive patients no correlations were found between the number of elastic fibers, their thickness or their distance and the Haralick features and the age of the patients. But in normotensive patients entropy (r=0,60; p=0,004) and local homogeneity (r=0,43; p =0,049) showed increasing topographic variations in patients with advanced age, which was not the case for hypertensive patients. When comparing with normotensive aortas, the hypertensive ones revealed less elastic fiber layers (p<0,0001), a greater variabilty of the fiber distance (p<0,0001), increased mean fiber thickness and a greater varaibilty of the fiber thickness( p<0,0001) Conclusion: We showed that the presented method provides a new tool for an objective automatic texture analysis of the elastic fiber texture of the aorta with the possibility of quantification of the disease process. Although in normotensive patients, the mean number and distance of the elastic fibers is constant, discrete local alterations of the architecture appear with increasing age. In hypertensive patients there are more pronounced architectural alterations with loss of the fiber layers.
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