Simulación de rutas de alteración de células de cuello uterino desde el estado normal hasta lesión intraepitelial de bajo grado

Abstract

A mathematical diagnosis of cells from cervicovaginal cytology was previously developed establishing objective and reproducible characterizations for different stages of cellular disturbance from normality to carcinoma. In this paper we start from this methodology to establish possible routes of preneoplastic alteration from normal to L-SIL. Ten digital images of squamous cells of cervix uterine with normal diagnosis were studied. The images were analyzed through a software with which fractal dimension of defined mathematical objects was calculated. Fractal variability and Cellular Intrinsic Mathematical Harmony (IMH) values were calculated for each sample. From these values, simulations of disturbances paths of each normal cell towards to L-SIL cell were realized, doing three possible variations of spaces of cellular occupation in Box-counting space. A possible disturbance path towards to L-SIL state for each normal cell was established. Each path is defined by three variation possibilities of spaces of occupation of defined objects. Each possibility can exhibit mathematical characteristics of intermediate states of disturbance. Fractal dimension values of the three defined objects in normal cells: cytoplasm, nucleus and totality were between 1.0512 y 1.9944. Variability and IMH values were between 0 and 6. A fractal organization of cervix cellular structure was evidenced allowing to establish simulation of disturbance. This finding can represent a useful tool in clinical practice.

Se desarrolló previamente un diagnóstico matemático de células halladas en la citología cervicovaginal, estableciendo caracterizaciones objetivas y reproducibles para los diferentes estadios de la alteración celular, desde normalidad hasta carcinoma. En este trabajo, se partió de dicha metodología, para establecer posibles rutas de alteración preneoplásica, desde normalidad hasta LEIBG. Se estudiaron diez imágenes digitales de células escamosas de cuello uterino, con diagnóstico normal. Las imágenes fueron analizadas mediante un software, con el que se calculó la dimensión fractal de los objetos matemáticos definidos. Se calcularon los valores de variabilidad fractal y AMI (Armonía Matemática Intrínseca) celular para cada muestra y, a partir de estos valores, se realizaron simulaciones de las rutas de alteración de cada célula normal hacia una célula LEIBG (Lesión Escamosa Intraepitelial de Bajo Grado), realizando tres posibles variaciones de los espacios de ocupación celular en el espacio de Box-Counting. Cada ruta de alteración celular está definida por tres posibilidades de variación de ocupación espacial de los objetos celulares definidos. Cada una de estas posibilidades puede presentar características matemáticas de estados intermedios de la alteración. Los valores de la dimensiones fractales de los tres objetos definidos en las células normales: citoplasma, núcleo y totalidad, se hallaron entre 1,0512 y 1,9944 y los valores de variabilidad y AMI, entre 0 y 6. Se evidenció una organización fractal de la estructura celular cervical, que permite establecer simulaciones de su alteración, lo que representa una herramienta de utilidad en la práctica clínica.