Software-assisted image analysis for identification and quantification of hepatic sinusoidal dilatation and centrilobular fibrosis / Análise da imagem histológica assistida por software para identificação e quantificação de dilatação sinusoidal e fibrose hepática centrolubular

ABSTRACT Background: Heart dysfunction and liver disease often coexist because of systemic disorders. Any cause of right ventricular failure may precipitate hepatic congestion and fibrosis. Digital image technologies have been introduced to pathology diagnosis, allowing an objective quantitative assessment. The quantification of fibrous tissue in liver biopsy sections is extremely important in the classification, diagnosis and grading of chronic liver disease. Aim: To create a semi-automatic computerized protocol to quantify any amount of centrilobular fibrosis and sinusoidal dilatation in liver Masson's Trichrome-stained specimen. Method: Once fibrosis had been established, liver samples were collected, histologically processed, stained with Masson's trichrome, and whole-slide images were captured with an appropriated digital pathology slide scanner. After, a random selection of the regions of interest (ROI's) was conducted. The data were subjected to software-assisted image analysis (ImageJ®). Results: The analysis of 250 ROI's allowed to empirically obtain the best application settings to identify the centrilobular fibrosis (CF) and sinusoidal lumen (SL). After the establishment of the colour threshold application settings, an in-house Macro was recorded to set the measurements (fraction area and total area) and calculate the CF and SL ratios by an automatic batch processing. Conclusion: Was possible to create a more detailed method that identifies and quantifies the area occupied by fibrous tissue and sinusoidal lumen in Masson's trichrome-stained livers specimens.

Resumo Racional: Tecnologias de imagem digital têm sido introduzidas ao diagnóstico patológico, permitindo avaliações quantitativas objetivas. A quantificação de tecido fibroso em biópsias de fígado é extremamente importante para a classificação, diagnóstico e graduação de doenças crônicas hepáticas. Objetivo: Criar um protocolo computadorizado semi-automático para quantificação de fibrose centrolobular e dilatação sinusoidal em amostras de fígado coradas por Tricrômico de Masson. Método: Uma vez instaurada a fibrose, amostras de fígado foram coletadas, processadas histologicamente, coradas por Tricrômico de Masson e WSI (Whole Slide Images) foram capturadas por scanner digital patológico apropriado. Uma seleção aleatória das regiões de interesse (ROI) foi realizada. Os dados foram submetidos a uma análise de imagem assistida por software (ImageJ®). Resultados: A análise de 250 ROIs permitiu obter-se empiricamente as melhores configurações capazes de identificar fibrose centrolobular (FC) e lúmen sinusoidal (LS). Após o estabelecimento das configurações de padrão de cor, uma Macro de autoria própria foi gravada para definir as medidas (área da fração e área total) e calcular as razões de FC e LS por processamento em grupo/lote (batch mode). Conclusão: Foi possível criar um método detalhado capaz de identificar e quantificar a área ocupada por tecido fibroso e lúmen sinusoidal em espécimes de fígado coradas por Tricrômico de Masson.

Segmentação de microcalcificações em imagens mamográficas utilizando algoritmo FireFly / Microcalcifications segmentation in mammographic images using algorithm FireFly

OBJETIVO: propor um método para segmentação de microcalcificações em imagens mamográficas por meio do algoritmo firefly. MATERIAIS E MÉTODO: aplicar as etapas de aquisição das imagens, pré-processamento e segmentação. RESULTADOS: foram obtidos para as imagens densas 91% de acerto e para as imagens não densas 95% de acerto na detecção das microcalcificações. CONCLUSÃO: o método mostrou-se viável como instrumento para auxílio na detecção de microcalcificações em imagens mamográficas densas e não densas.

OBJECTIVE: proposing a method for microcalcifications segmentation in mammographic images by means of firefly algorithm. MATERIALS AND METHODS: apply the steps of acquisition, preprocessing and segmentation. RESULTS: the dense images resulted 91% of accuracy and non-dense images 95% of accuracy in the detection of microcalcifications. CONCLUSION: The method proved to be feasible as a tool to aid in the detection of microcalcifications in both dense and non-dense mammographic images.

Comparison of clinical bracket point registration with 3D laser scanner and coordinate measuring machine

OBJECTIVE: The aim of the present study was to assess the diagnostic value of a laser scanner developed to determine the coordinates of clinical bracket points and to compare with the results of a coordinate measuring machine (CMM). METHODS: This diagnostic experimental study was conducted on maxillary and mandibular orthodontic study casts of 18 adults with normal Class I occlusion. First, the coordinates of the bracket points were measured on all casts by a CMM. Then, the three-dimensional coordinates (X, Y, Z) of the bracket points were measured on the same casts by a 3D laser scanner designed at Shahid Beheshti University, Tehran, Iran. The validity and reliability of each system were assessed by means of intraclass correlation coefficient (ICC) and Dahlberg's formula. RESULTS: The difference between the mean dimension and the actual value for the CMM was 0.0066 mm. (95% CI: 69.98340, 69.99140). The mean difference for the laser scanner was 0.107 ± 0.133 mm (95% CI: -0.002, 0.24). In each method, differences were not significant. The ICC comparing the two methods was 0.998 for the X coordinate, and 0.996 for the Y coordinate; the mean difference for coordinates recorded in the entire arch and for each tooth was 0.616 mm. CONCLUSION: The accuracy of clinical bracket point coordinates measured by the laser scanner was equal to that of CMM. The mean difference in measurements was within the range of operator errors. .

OBJETIVO: o objetivo do presente estudo foi avaliar o valor diagnóstico de um scanner a laser desenvolvido para determinar as coordenadas dos pontos de colagem de braquetes, comparando seus resultados aos resultados obtidos com uma máquina de medição coordenada (MMC). MÉTODOS: esse estudo experimental diagnóstico foi conduzido com modelos ortodônticos obtidos a partir da arcada superior de 18 pacientes adultos, com oclusão normal de Classe I. Inicialmente, as coordenadas dos pontos de colagem de braquetes de todos os modelos foram mensuradas por uma MMC. Em seguida, as coordenadas tridimensionais (X, Y, Z) dos pontos foram mensuradas nos mesmos modelos por um scanner a laser 3D, desenvolvido na Universidade de Shahid Beheshti. A eficácia e confiabilidade dos dois sistemas foram avaliadas pelo Coeficiente de Correlação Intraclasse (CCI) e pela fórmula de Dahlberg. RESULTADOS: a diferença entre a média da dimensão mensurada pela MMC e o valor real obtido foi de 0,0066mm (IC 95%: 69,98340 - 69,99140). A diferença média para o scanner a laser foi de 0,107 ± 0,133 (95% IC: -0,002 - 0,24). Em cada método, as diferenças não foram significativas. Ao comparar os dois métodos, o CCI gerou um valor de 0,998 para a coordenada X e de 0,996 para a coordenada Y. A diferença média para as coordenadas registradas em cada dente da arcada foi de 0,616mm. CONCLUSÃO: a precisão das coordenadas do ponto de colagem dos braquetes foi a mesma no scanner a laser e na MMC. A diferença média entre as medições manteve-se dentro dos limites de erros operacionais. .

ScanWhite: método objetivo para avaliação do nível de clareamento dentário / ScanWhite: Objective method for dental bleaching level evaluation

Introdução: o clareamento dentários pode ser avaliado por meio de técnicas comparativas subjetivas (visual) ou objetivas (instrumental). Essa última tem se mostrado mais adequado para tal tipo de avaliação. Métodos: a avaliação do sistema foi realizado em laboratório, utilizando-se uma câmara digital, escala de cores Vita Classical e tres diferentes tipos de iluminação. No total, foram realizadas 480 imagens. Em seguida, o software foi avaliado quanto à sua eficiência clínica. Para tal, foi selecionado um caso de microabrasão complementado com clareamento dentário fotoacelerado. Resultados: os testes laboratoriais com diferentes iluminantes apresentaram resultados similares. Clinicamente, foram obsaervados diferentes níveis de clareamento em cada uma das sessões clínicas realizadas. Discussão: os vários métodos objetivos disponíveis atualmente apresentam diferentes graus de imitação na análise da cor de corpos semitranslúcidos (por exemplo, dentes e materiais dentários). Essas estão relacionadas ao posicionamento e ao sistema de cor utilizado (por exemplo, RGB, CYM) por cada equipamento. Portanto, o método proposto apresenta algumas vantagens em relação aos sistemas objetivos, como a ausência da necessidade de manutenção do posicionamento da amostra ou do paciente, algoritmo calibrador e a geração de gráficos e laudos. Conclusões: as comprovações geradas pelo sistema proposto geram maior conforto e segurança durante o tratamento

Introduction: The dental bleaching outcome can be evaluated using subjective (visual) and objective (instrumental) comparative techniques. The latter has demonstrated more suitable results to that kind of evaluation. Methods: The assessment of the proposed system was realized in th laboratory using Vita Classical color pallets, digital camera and three different illuminations. In total, 480 images were acquired. Next, the software was evaluated to check its clinical efficiency.For this, a case of micro-abrasion complemented with photoacelerated dental bleaching was chosen. Results: The laboratorial tests with different illuminants showed similar results. Clinically different levels of dental bleaching were observed in each one of the clinical appointments realized. Discussion: The several objective methods available nowadays present different limitation levels when analysing semitranslucid samples (e.g. teeth and dental materials). These limitations are related with the samples's position and with the color space used by each system (e.g. RGB, CYM). Therefore, the proposed method shows some advantages when compared with the traditional objective methods, such as the absence of position maintenance of the sample or of the patient, calibration algorithm and generation of graphs and reports. Conclusions: The outcomes generated by the proposed system can provide more security both to patient and professional during the treatment

Avaliação de parâmetros morfométricos calculados a partir do contorno de lesões de mama em ultrassonografias na distinção das categorias do sistema BI-RADS / Evaluation of morphometric parameters calculated from breast lesion contours at ultrasonography in the distinction among BI-RADS categories

OBJETIVO: Avaliar o desempenho de parâmetros morfométricos, calculados a partir do contorno de lesões de mama em ultrassonografias, na quantificação de suas características morfológicas e na distinção das categorias 2, 3, 4 e 5 do sistema de classificação ecográfica BI-RADS. MATERIAIS E MÉTODOS: A casuística é composta por 40 casos com registro ortogonal de pacientes submetidas à cirurgia. A partir das lesões segmentadas, foram calculados cinco parâmetros morfométricos para quantificar o contorno e a forma das lesões: razão de área, razão de superposição, valor residual normalizado, circularidade e razão entre largura e profundidade. A análise discriminante linear foi usada para selecionar os parâmetros mais significativos na distinção das características morfológicas das lesões, usando como figura de mérito a curva ROC. RESULTADOS: A razão de superposição foi capaz de diferenciar estatisticamente as lesões classificadas como BI-RADS 3 daquelas classificadas como BI-RADS 4 (a = 5 por cento; p = 0,015), sendo, também, o parâmetro morfométrico que apresentou melhor desempenho na diferenciação entre lesões malignas e benignas. CONCLUSÃO: Este resultado indica que a análise morfométrica de lesões de mama em ultrassonografias tem potencial para auxiliar na distinção de pacientes que deveriam ser submetidas à biópsia, daquelas que poderiam manter controle por métodos de imagem.

OBJECTIVE: To assess the performance of morphometric parameters calculated from breast lesion contours at ultrasonography, in the quantification of morphological features and in the distinction among BI-RADS categories 2, 3, 4 and 5. MATERIALS AND METHODS: The present casuistry included 40 cases, with orthogonal imaging of patients submitted to surgery. Based on the lesions segmentation, the following five morphometric parameters were calculated: area ratio, overlap ratio, normalized residual value, circularity and depth-to-width ratio. Linear discriminant analysis was applied to select the best parameters, and ROC curve was utilized as figure of merit. RESULTS: Overlap ratio was able to statistically distinguish breast lesions classified as BI-RADS 3 from others classified as BI-RADS 4 (a = 5 percent; p = 0.015). Additionally, such parameter presented the best performance in the differentiation between malignant and benign breast lesions. CONCLUSION: These results indicate that morphometric analysis of breast lesions at ultrasonography seems to be helpful in distinguishing patients who should undergo biopsy from those to be followed-up only with imaging methods.

Análise computacional da textura de tumores de mama em imagens por ultrassom de pacientes submetidas a cirurgia conservadora / Computer-assisted analysis of breast tumors texture on sonographic images of patients submitted to breast-conserving surgery

OBJETIVO: Avaliar as características de textura de lesões de mama em imagens por ultrassom de pacientes submetidas a cirurgia conservadora que apresentaram, ou não, recidiva. MATERIAIS E MÉTODOS: As imagens de ultrassom de 36 pacientes submetidas a cirurgia conservadora, com 12 tendo apresentado recidiva local e 24 que não apresentaram recidiva no local da cirurgia, foram divididas em: 3 malignas na mama oposta, 7 nódulos benignos, 5 hiperplasias atípicas e 9 alterações fibrocísticas. A textura das lesões foi quantificada utilizando-se dez parâmetros calculados da matriz de coocorrência e da curva de complexidade. Análise discriminante linear foi aplicada aos parâmetros para discriminação de lesões de mama em pacientes submetidas a cirurgia conservadora que apresentaram, ou não, recidiva. RESULTADOS: Avaliando-se a capacidade dos parâmetros em distinguir as recidivas do grupo composto por lesões não recidivas benignas e hiperplasias atípicas, obteve-se especificidade de 100 por cento, com valores de acurácia e sensibilidade superiores a 91 por cento. Num segundo teste, foi possível distinguir as cinco hiperplasias, das lesões não recidivas benignas. CONCLUSÃO: Apesar do número reduzido de casos, os resultados obtidos são encorajadores, sugerindo que o uso da quantificação da textura pode auxiliar na diferenciação entre lesões benignas, hiperplasias atípicas e lesões malignas de origem recidiva.

OBJECTIVE: The purpose of this study was to assess the features of breast lesion texture on sonographic images of patients submitted to breast-conserving surgery, with or without tumor recurrence. MATERIALS AND METHODS: Sonographic images of 36 patients submitted to conservative surgery for breast cancer, 12 of them with, and 24 without local recurrence, included 3 contralateral malignant lesions, 7 benign lumps (3 cysts and 4 fibroadenomas), 5 atypical hyperplasias and 9 fibrocystic changes. The quantification of features of breast lesion texture was based on ten parameters calculated from gray-level co-occurrence matrix and complexity curve. Linear discriminant analysis was applied to the texture parameters for differentiating between breast lesions in women submitted to conservative surgery with and without tumor recurrence. RESULTS: The assessment of performance of texture parameters in distinguishing lesion recurrences in a group including benign lumps and atypical hyperplasias demonstrated specificity of 100 percent, and accuracy and sensitivity > 91 percent. Another test demonstrated that texture parameters were useful in the differentiation between atypical hyperplasias and benign lumps. CONCLUSION: Despite the limited number of cases, the present results can be considered as promising, suggesting that texture parameters may help in the differentiation among benign lumps, atypical hyperplasias and recurrent malignant lesions.