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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-7868-0224
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Embargado
Embargo Date: 2027-11-17
Title: Análise de imagens do núcleo celular como parâmetro prognóstico de mastocitomas em cães
Alternate title (s): Cell nucleus image analysis as a prognostic parameter for mastocytomas in dogs
Author: Carvalho, Heloísa Cristina Teixeira de
First Advisor: Medeiros-Ronchi, Alessandra Aparecida
First coorientator: Gundim, Lígia Fernandes
First member of the Committee: Beletti, Marcelo Emílio
Second member of the Committee: Magalhães, Geórgia Modé
Third member of the Committee: Szabó, Matias Pablo Juan
Summary: O mastocitoma (MCT) é uma das neoplasias cutâneas mais frequentes em cães e seu comportamento biológico é variável. Para definição do prognóstico, tradicionalmente são utilizados métodos de graduação histológica, porém estes apresentam considerável subjetividade. A análise automatizada de imagens do núcleo celular pode ser uma alternativa para eliminar a subjetividade e aumentar a precisão da avaliação prognóstica. O objetivo deste estudo foi identificar quais características nucleares são mais relevantes para determinar o prognóstico de MCTs cutâneos caninos, além de avaliar a relação entre a graduação histológica e análise nuclear. Foram utilizados 50 casos de MCT em cães com evolução conhecida. O diagnóstico e graduação histológica foram realizados sob microscopia de luz, utilizando os sistemas de classificação de Patnaik, Ehler e MacEwen (1984) e Kiupel et al. (2011). Imagens digitais em arquivo bitmap foram obtidas de cada lâmina utilizando-se microscópio (Leica DM500) acoplado a um sistema de captura de imagens (Leica ICC50) com objetiva de imersão de 100X. Cem núcleos celulares neoplásicos de cada lâmina foram analisados. Os núcleos foram segmentados interativamente usando o software ImageJ® e colados em uma nova imagem em branco e salvos em um arquivo bitmap. Foram segmentados apenas núcleos neoplásicos e não sobrepostos. Em seguida, os núcleos foram transformados em valores de pixel entre 0 (preto) e 255 (branco) e analisados em um algoritmo desenvolvido no ambiente de programação matemática Scilab®. Através da análise de imagens de lâminas coradas por hematoxilina e eosina, foram avaliadas 29 características relacionadas ao tamanho, forma, pleomorfismo e textura da cromatina do núcleo. Análises de discriminantes canônicas foram realizadas para prognóstico e graduação histológica e apresentaram 91,31%, 94% e 96% de acertos na determinação do prognóstico e graduação segundo sistema de Patnaik, Ehler e MacEwen (1984) e Kiupel et al. (2011), respectivamente. As características relacionadas ao tamanho e forma do núcleo foram as mais relevantes para o prognóstico. As características relativas à textura da cromatina demonstraram um menor grau de relevância em comparação com as variáveis referentes a morfologia do núcleo, tanto para atribuição das graduações, quanto para a avaliação prognóstica de MTCs cutâneos caninos. O presente estudo demonstrou que o algoritmo baseado em limiarização (thresholding) de tons de cinza para análise de imagens digitais pode beneficiar estudos com MCT em cães. O prognóstico pode ser determinado a partir da análise de características nucleares, assim como a graduação histológica para MCT, atualmente utilizada em medicina veterinária.
Abstract: Mast cell tumor (MCT) is one of the most common cutaneous neoplasms in dogs and its biological behavior is variable. Histological grading methods are traditionally used to define the prognosis, but these methods present considerable subjectivity. Automated analysis of cell nucleus images may be an alternative to eliminate subjectivity and increase the accuracy of prognostic evaluation. The objective of this study was to identify which nuclear characteristics are most relevant to determine the prognosis of canine cutaneous MCTs, in addition to evaluating the relationship between histological grading and nuclear analysis. Fifty cases of MCT in dogs with known progression were used. Diagnosis and histological grading were performed under light microscopy, using the classification systems of Patnaik, Ehler and MacEwen (1984) and Kiupel et al. (2011). Digital images in bitmap file were obtained from each slide using a microscope (Leica DM500) coupled to an image capture system (Leica ICC50) with a 100X immersion objective. One hundred neoplastic cell nuclei from each slide were analyzed. The nuclei were interactively segmented using ImageJ® software and pasted into a new blank image and saved as a bitmap file. Only neoplastic and non-overlapping nuclei were segmented. Then, the nuclei were transformed into pixel values between 0 (black) and 255 (white) and analyzed using an algorithm developed in the Scilab® mathematical programming environment. Through the analysis of images of slides stained with hematoxylin and eosin, 29 characteristics related to the size, shape, pleomorphism and texture of the chromatin of the nucleus were evaluated. Canonical discriminant analyses were performed for prognosis and histological grading and showed 91.31%, 94% and 96% accuracy in determining the prognosis and grading according to the system of Patnaik, Ehler and MacEwen (1984) and Kiupel et al. (2011), respectively. The characteristics related to the size and shape of the nucleus were the most relevant for the prognosis. The characteristics related to the chromatin texture demonstrated a lower degree of relevance compared to the variables related to the morphology of the nucleus, both for the assignment of grading and for the prognostic evaluation of canine cutaneous MTCs. The present study demonstrated that the algorithm based on grayscale thresholding for digital image analysis can benefit studies with MCT in dogs. The prognosis can be determined from the analysis of nuclear characteristics, as well as the histological grading for MCT, currently used in veterinary medicine.
Keywords: Canino
Canine
Cromatina
Chromatin
Mastócitos
Mast cells
Morfologia nuclear
Nuclear morphology
Patologia digital
Digital pathology
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::MEDICINA VETERINARIA::PATOLOGIA ANIMAL
Subject: Veterinária
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Ciências Veterinárias
Quote: CARVALHO, Heloísa Cristina Teixeira de. Análise de imagens do núcleo celular como parâmetro prognóstico de mastocitomas em cães. 2023. 52 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Veterinárias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.5531.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.5531
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/47695
Date of defense: 30-Aug-2023
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 3. Saúde e bem-estar - Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades.
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