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Jornal Vascular Brasileiro

versão impressa ISSN 1677-5449

J. vasc. bras. vol.12 no.4 Porto Alegre out./dez. 2013

http://dx.doi.org/10.1590/jvb.2013.060 

Artigos de Inovação

Caracterização tecidual de imagem fotográfica durante tratamento do pé diabético ulcerado: nota técnica

Vitor Hugo Honorato Pereira1 

Edelson Moreira da Costa Filho1 

Fernanda Thaysa Avelino dos Santos1 

Thays Fernanda Avelino dos Santos1 

Sergio Xavier Salles Cunha2 

Kaique Alves de Melo Brandino3 

Rafaella Alves da Silva Barbosa1 

Jackson Silveira Caiafa4 

RESUMO

Tratamento do pé diabético ulcerado é documentado fotograficamente. Adaptamos a técnica da caracterização tecidual ultrassonográfica (CATUS ou USTC) para análise da imagem fotográfica (CATIM ou p-IMTC). Cinco fotografias obtidas durante tratamento médico de pé diabético ulcerado, pós-amputação digital, foram quantificadas por software de imagem desenvolvido para caracterizar amplitudes de brilho em tons cinza. A mediana da escala cinzenta, ou Grey Scale Median (GSM), alterou de 127 para 98; 86; 76; e 83 durante o seguimento. Área da lesão, estimada por número de pixels, diminuiu de 17,85 para 12,44; 3,68; 2,11; e 0,15 cm². A porcentagem de número de pixels com granulação aumentou de 11% para 34%; 56%; 62%; e 75%. CATIM quantificou progresso do tratamento. GSM quantificou modificações generalizadas do tecido, a área da lesão foi estimada e a granulação foi documentada quantitativamente. Análises CATIM de lesões, úlceras, feridas, ou outros tecidos podem ser feitas, permitindo quantificação, caracterização e controle da evolução do agravo ou tratamento.

Palavras-Chave: pé diabético; úlcera; fotografia; análise quantitativa

INTRODUÇÃO

O pé diabético em geral e o ulcerado, em particular, continuam a desafiar a medicina moderna1. Consequências nefastas são as amputações diversas, incluindo as digitais e as tronculares no nível da perna ou coxa2. O tratamento das lesões do pé diabético tem sido documentado fotograficamente. A área lesionada é uma medida comum3 e investigamos a análise tecidual como variável quantitativa complementar.

Este relato descreve a adaptação da caracterização tecidual ou histologia virtual ultrassonográfica (CATUS ou USTC - HVUS). A caracterização tecidual por imagem fotográfica (CATIM ou p-IMTC). O objetivo principal foi determinar se a técnica CATIM ou p-IMTC teria condições para descrever a cicatrização qualitativa e quantitativamente, com base na observação tecidual documentada pelo brilho fotográfico. Objetivos subsequentes desta pesquisa seriam: a) previsão antecipada estimando sucesso e tempo cicatricial; e b) considerações quantitativas para alterar o tratamento. Este passo inicial descreve um processo tipo "descoberta", abrindo novas possibilidades tecnológicas.

Métodos transcutâneos já foram utilizados para analisar aneurismas abdominais tratados com endoprótese4, rins5 , 6, ateromas carotídeos e periféricos7 - 10, trombose venosa11 - 13 e edemas, em particular, linfedema14. CATUS ou USTC é uma variação da ultrassonografia intravascular (IVUS) e a literatura descreve correlações entre IVUS e achados histológicos de ateromas coronários e carotídeos7 , 15 , 16. Nessa perspectiva, a GSM (Grey Scale Median ou mediana) constitui uma simplificação prática para sintetizar numericamente os ecos ultrassonográficos. A GSM baixa correlacionou-se com índice inaceitável de acidentes cerebrais vasculares durante stenting arterial carotídeo9. A GSM pode predizer dificuldades na reentrada/reentrância durante o tratamento por dissecção intimal da aterosclerose femoral oclusiva8. Em estudo venoso, ecos ultrassonográficos distintos resultaram em GSM com alto valor preditivo positivo, ou alta sensibilidade, para sugerir trombo agudo versus subagudo12.

Em resumo, aplicamos CATIM ou p-IMTC a cinco fotografias obtidas durante o tratamento médico efetuado em indivíduo com pé diabético ulcerado, subsequente a amputação digital extensa.

DESCRIÇÃO DO CASO

Paciente do sexo masculino, 48 anos, foi diagnosticado com diabetes melitus em 1996 e tratado com hipoglicemiante oral e insulina. Apresentou-se com pulsos distais diminuídos, insensível ao monofilamento em ambos os pés, mas com perfusão preservada. Relatou que era tabagista e referiu etilismo leve. Foi atendido na emergência, apresentando gangrena do hálux esquerdo, e relatou que a lesão iniciou-se após traumatismo, queda de objeto sobre o hálux, com ferimento local contuso. A lesão infectou e não respondeu aos antibióticos receitados pelo médico que o assistia, evoluindo para gangrena do dedo e infecção ascendente pelo dorso do pé. Foi submetido a amputação do hálux e debridamento com drenagem de abscesso do pé esquerdo no mesmo dia. Alginato de cálcio em fibra foi administrado nos primeiros dias de pós-operatório. Além disso, o colágeno associado à Glicerina-Stimulen foi administrado. O paciente respondeu bem ao tratamento, com granulação adequada, superficialização da lesão e epitelização de 95% da ferida em três meses.

Caracterização tecidual por imagem (CATIM)

Cinco imagens fotográficas foram analisadas durante o período de tratamento médico não cirúrgico e cicatrização. A técnica CATIM classificou os pixels da imagem fotográfica de acordo com a sua amplitude de brilho em escala cinzenta. Em resumo, os passos da análise foram:

    1. Seleção de imagens fotográficas coloridas do pé do paciente (Figura 1 - coluna 1)

    2. Transformação das imagens coloridas em imagens com 256 tonalidades de cinza, entre preto (0) e branco (255) (Figura 1 - coluna 2)

    3. Minimização de variações com reescala, usando preto e pseudo branco da etiqueta colocada perto da ferida como novos valores de brilho 0 e 200, respectivamente;

    4. Seleção da área para análise (Figura 1 - coluna 2);

    5. Apresentação da distribuição dos valores de brilho, em pixels, na imagem e cálculo GSM (Figura 1 - coluna 3);

    6. Cálculo das porcentagens do numero de pixels em 14 intervalos de amplitude de brilho e apresentação como histogramas (Figura 1 - coluna 4);

    7. Colorização artificial dos pixels na região selecionada da imagem baseada em 14 intervalos de amplitudes de brilho (Figura 1 - coluna 5);

    8. Calculo da área da ferida baseada nos números de pixels na a) região da ferida e b) área de 1 cm2 definido pela etiqueta na fotografia.

Figura 1 Caracterização tecidual por imagem (CATIM) fotográfica de lesão ulcerada, pós-amputação digital e durante tratamento médico de pé diabético. Cinco imagens obtidas em três meses de tratamento. Coluna 1: imagem original. Coluna 2: Imagem em escala cinzenta. Coluna 3: histograma de brilhos da imagem cinzenta com mediana ou Grey Scale Median (GSM). Coluna 4: histograma das porcentagens de números de pixels em 14 intervalos de amplitude. As proporções explícitas são as de granulação, associadas aos intervalos de amplitudes de brilho entre 61 e 90. Coluna 5: Colorização artificial da área lesionada de acordo com 14 intervalos de amplitude de brilho. A relação entre cor e intervalo de amplitude de brilho está definida na Tabela 1. 

RESULTADOS

A Figura 1 apresenta a mediana da escala cinzenta das cinco fotografias na coluna 3. Histogramas das distribuições de pixels e as colorizações artificiais também são mostrados na Figura 1. As porcentagens de números de pixels em intervalos de brilho da escala cinzenta estão listadas na Tabela 1. A proporção de pixels no intervalo de 61 a 90 aumentou de 11% para 34%; 56%; 62%; e chegou a 75%. Esse intervalo foi visualmente associado à granulação da ferida. As porcentagens de pixels nos intervalos entre 112 e 196 diminuíram significativamente de 67% a 29%; 8%; 6%; e 1%. Tais intervalos foram associados a regiões ósseas expostas. A área da lesão, a porcentagem da área de granulação e a GSM estão listadas na Tabela 2.

Tabela 1 Porcentagens de números de pixels distribuídos por intervalos de amplitudes de brilho na escala cinza de fotografia de úlcera de pé diabético. Os intervalos de 61 a 90 e de 112 a 196 foram associados visualmente aos tecidos de granulação e ósseo exposto, respectivamente. 

Cor Escala de cinza Porcentual de número de pixels no intervalo (%)
Imagem 1 Imagem 2 Imagem 3 Imagem 4 Imagem 5
0-4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
5-7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
8-26 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
27-40 0,0 0,1 0,0 0,4 0,0
41-60 0,7 4,0 5,3 12,5 0,0
61-76 3,7 16,4 23,5 32,6 21,1
77-90 7,3 18,0 32,0 29,6 53,6
91-111 20,1 31,6 31,0 18,7 24,1
112-132 23,8 21,7 6,4 3,9 0,5
133-153 20,9 4,9 1,3 1,6 0,5
154-174 16,6 1,8 0,4 0,6 0,3
175-196 6,1 0,9 0,1 0,3 0,0
197-210 0,6 0,3 0,0 0,0 0,0
211-255 0,4 0,3 0,0 0,0 0,0

Tabela 2 Caracterização tecidual por imagem (CATIM) fotográfica de lesão de pé diabético ulcerado, pós-amputação digital e durante tratamento médico. Imagens obtidas durante aproximadamente 3 meses de tratamento, de 1 a 5. 

Área da úlcera (cm²) Área de granulação (%) GSM
Imagem 1 17,85 11 127
Imagem 2 12,44 34 98
Imagem 3 3,68 56 86
Imagem 4 2,11 62 76
Imagem 5 0,15 75 83

GSM: Gray scale median ou mediana de amplitude de brilho.

DISCUSSÃO

A técnica CATIM, aplicada à fotografia de uma úlcera de pé diabético, pós-amputação digital e durante o tratamento médico, demonstrou variações de amplitudes de brilho durante a cicatrização e diminuição da lesão. Em particular, a proporção da área com tecido de granulação aumentou à medida que a lesão cicatrizava. O tecido de granulação foi associado visualmente pelo especialista ao intervalo entre 61 e 90 nas imagens fotográficas com 256 níveis de brilho. A proporção de pixels neste intervalo aumentou durante a cicatrização da lesão. Em contraste, a área correspondente ao tecido ósseo exposto diminuiu com a evolução do tratamento. O tecido ósseo exposto foi associado ao intervalo de brilho entre 112 e 196 e a proporção de pixels neste intervalo diminuiu. Este estudo expande as aplicações de imagem ultrassonográfica CATUS ou USTC para imagens em geral, CATIM fotográfica neste caso. A análise de aneurismas4, rins normais e transplantados5 , 6, ateromas7 - 10, trombose venosa11 - 13 e edemas14 foi expandida para análise em potencial de ferida ulcerada ou lesão periférica.

A fisiologia do olho humano percebe, em média, 16 níveis de cinza dos 256 comumente encontrados em imagens médicas17. Imagens processadas e quantificadas por software desenvolvido para caracterização e diferenciação de tons de cinza podem aumentar percepção visual e permitem monitoração quantitativa de eventos e condições médicas. A colorização artificial chama a atenção do observador para intervalos específicos, pré-determinados em pesquisa prévia, ou definidos pelo especialista em casos iniciais tipo "descoberta", como o caso descrito neste relatório. As técnicas CATUS/USTC e CATIM dependem das condições e características das imagens originais. O método utilizado minimiza variações de imagem com a padronização da escala. A nova escala estabelece, por definição arbitrária ou experiência operacional de acordo com cada aplicação, os pontos 0 e 200 de amplitudes de brilho dos pixels na imagem. Sugerimos que o operador não tente otimizar visualmente a imagem, principalmente na ultrassonografia. Assim evitamos a imperfeição da visibilidade humana no processo.

A caracterização tecidual é precursora da histologia virtual. Neste caso, a análise visual do especialista associou intervalos específicos ao tecido de granulação em contraste ao tecido ósseo exposto. Os intervalos usados a priori já foram utilizados com sucesso em aplicações descritas na literatura. Neste caso específico, os intervalos de granulação ou tecido ósseo exposto não necessitaram de reformatação. Análises futuras poderão confirmar ou especificar mais precisamente as bordas de tal definição de intervalos. O estágio de histologia virtual seria alcançado se os intervalos de amplitudes de brilho fossem adaptados ou redefinidos de acordo com dados histológicos. Um exemplo CATUS ou USTC é a pesquisa de Menezes et al., que compara a placa carotídea com a histopatologia, considerando a variabilidade dos cortes histológicos e os planos da imagem ultrassonográfica7. A histologia virtual teria a vantagem de ser feita in vivo sem danos aparentes ao paciente. Certas imagens, entretanto, não seriam histológicas, mas complementares, com informação independente.

CONCLUSÕES

A técnica da caracterização tecidual por imagem permitiu quantificações relacionadas ao tratamento da lesão do pé diabético. Em particular, além do tamanho da ferida, a mediana do brilho e a proporção de brilhos associados a tecidos granulados ou ósseos expostos apresentaram alterações notáveis, resultantes do tratamento. Informações médicas foram expandidas qualitativa e quantitativamente. Novas análises de úlceras, feridas, lesões, ou outros tecidos podem ser aferidas com a técnica CATIM, permitindo quantificação, caracterização e controle da evolução do agravo ou tratamento. Análises sequenciais indicariam necessidade ou não de alterações e adaptações de tratamentos. Em seguimento a este relato de descoberta, pesquisas futuras aprimorariam aplicações na prática médica diária.

REFERÊNCIAS

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*Todos os autores devem ter lido e aprovado a versão final submetida ao J Vasc Bras.

O estudo foi realizado na Liga Acadêmica Vascular Professor Emil Burihan, Universidade Estadual de Ciências da Saúde de Alagoas, Maceió, AL, Brasil.

Informações sobre os autores

VHHP, EMCF, FTAS, TFAS, RASB são Acadêmicos de medicina da Universidade Estadual de Ciências da Saúde de Alagoas, Maceió, AL, Brasil.

SXSC é consultor em Técnicas Não Invasivas de Diagnóstico Vascular, Itanhaém, SP, Brasil.

KAMB é acadêmico de medicina da Universidade Federal de Alagoas, Maceió, AL, Brasil.

JSC é especialista em Cirurgia Vascular e Endovascular pela Sociedade Brasileira de Angiologia e Cirurgia Vascular (SBACV), Membro Titular do CBC e da SBACV, Cirurgião vascular do Serviço de Cirurgia Vascular do Hospital Federal dos Servidores do Estado, Rio de Janeiro, RJ, Brasil e do Hospital Municipal Miguel Couto, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Contribuições dos autores

Concepção e desenho do estudo: VHHP, EMCF, FTAS, TFAS, KAMB, SXSC

Análise e interpretação dos dados: VHHP, KAMB, SXSC, JSC

Coleta de dados: VHHP, EMCF, FTAS, TFAS, KAMB, RASB, JSC

Redação do artigo: VHHP, EMCF, FTAS, TFAS, SXSC

Revisão crítica do texto: VHHP, EMCF, FTAS, TFAS, SXSC, KAMB, RASB, JSC

Aprovação final do artigo*: VHHP, EMCF, FTAS, TFAS, SXSC, KAMB, RASB, JSC

Análise estatística: SXSC, KAMB, RASB, JSC

Responsabilidade geral do estudo: SXSC

Informações sobre financiamento: não houve.

Fonte de financiamento: Nenhuma.

Conflito de interesse: Os autores declararam não haver conflitos de interesse que precisam ser informados.

Recebido: 16 de Julho de 2013; Aceito: 28 de Agosto de 2013

Correspondência Sergio Xavier Salles Cunha Rua Ernesto Zwarg, 215 - Satélite CEP 11740-000 - Itanhaém (SP), Brasil E-mail: sergioxsc@yahoo.com

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