Distribuição espacial das trabéculas ósseas e do osteóide nas lesões fibro-ósseas benignas: comparação entre os métodos manual e automatizado do processo de esqueletonização

Abstract

Fundamento: A avaliação histológica de lesões fibro-ósseas benignas (LFOBs) é um desafio para os patologistas bucais, principalmente relacionado à distinção entre as lesões. A avaliação da rede trabecular e da distribuição espacial de osteóide é de interesse para ajudar na distinção entre o componente ósseo/mineralizado presente na Displasia Fibrosa (DF), Fibroma Cemento Ossificante (FCO), Fibroma Ossificante Juvenil (FOJ), Displasia Odontomaxilar Segmentar (DOS) e Displasia Cemento-óssea (DCO). A distribuição e o arranjo espacial das trabéculas/osteóide podem ser avaliados pelo processo de esqueletonização, avaliando suas junções e conexões. Objetivo: O objetivo do estudo foi avaliar a distribuição espacial do tecido ósseo das diferentes LFOBs por meio do processo de esqueletonização, bem como, comparar o método manual e automatizado deste processamento em imagens histológicas. Além disso, comparar a Displasia Fibrosa com as demais lesões do grupo de LFOBs, objetivando encontrar algum parâmetro diferente entre elas. Desenho do estudo: Foi realizado um estudo transversal retrospectivo com casos de LFOBs do arquivo do Laboratório de Patologia Bucal da Universidade Federal de Santa Catarina. Vinte e sete biópsias de LFOBs foram selecionadas e cortes histológicos foram corados com tricrômio de Mallory. As regiões de hot-spot contendo osso trabecular e deposição de osteóide dentro das lesões foram processadas para esqueletonização por meio de 1) segmentação manual das trabéculas ósseas e osteóide; e 2) uma segmentação e processamento automatizado com a criação de 2 códigos diferentes para morfologias distintas com base na separação de cores (um para cor azul na predominância de osso osteóide e imaturo, outro para cor vermelha na predominância de osso maduro). O esqueleto foi analisado considerando os parâmetros: número de trabéculas (Tb.N); número de ramos (Brch.N); comprimento dos ramos (Brch.Le); número de junções (J.N); número de pontos triplos (3p.N); número de pontos quádruplos (4p.N); e comprimento máximo do ramo (Max.Brch.Le). O diagnóstico clínico foi avaliado nos prontuários dos pacientes. Resultados: Todos os parâmetros analisados comparando os métodos manual e automatizado revelaram diferenças significativas, com número maior de trabéculas e número menor de ramos encontrados no método automatizado (p<0,05). Não foram evidenciados pontos quádruplos na análise do esqueleto por ambos os métodos. Ambos os métodos revelaram exatamente as mesmas 4 correlações e com uma boa concordância entre eles. A displasia fibrosa revelou valores mais elevados para a média do comprimento máximo do ramo em comparação com outras lesões (98,91 vs 75,39, p 0,04). Conclusão: A distribuição espacial do tecido ósseo em lesões fibro-ósseas benignas pode ser avaliada pelo método automatizado proposto, uma vez que revelou correlações semelhantes com o método manual. Esse método foi eficaz em revelar que a displasia fibrosa apresentou maiores valores do comprimento máximo do ramo em comparação com as demais lesões.

Background: Histologic evaluation of benign fibro-osseous lesions (BFOLs) is a challenge for oral pathologists, mostly related to distinguishing the lesions among them. Evaluation of trabecular network and osteoid spatial distribution would be of interest for distinguishing the bone/mineralized component among Fibrous Dysplasia (FD), Cemento Ossifying Fibroma (COF), Juvenile Ossifying Fibroma (JOF), Segmental Odontomaxillary Dysplasia (SOD) and Cemento-osseous Dysplasia (COD). Spatial trabeculae/osteoid distribution and arrangement can be evaluated by skeletonization assessing its junctions and connections. Objective: The aim of the study was to evaluate the bone tissue spatial distribution of the different BFOLs by skeletonization, also, to compare manual and automated methods of image processing. In addition, to compare Fibrous Dysplasia with the other lesions in the BFOL group. Study design: A retrospective cross-sectional study was carried out with BFOLs cases from the archive of the Oral Pathology Laboratory at the Universidade Federal de Santa Catarina. Twenty-seven biopsies of BFOLs were selected and histological sections were stained with Mallory trichrome. Hot-spot regions containing trabecular bone and osteoid deposition within the lesions were processed for skeletonization through a 1) manual segmentation of the bone trabeculae and osteoid; and to 2) an automated segmentation and processing with the creation of 2 different codes for distinct morphologies based on color separation (one for blue color on the predominance of osteoid and immature bone, other for red color for the predominance of mature bone). The skeleton was analyzed considering the parameters: trabeculae number (Tb.N); Branches number (Brch.N); Branches length (Brch.Le); number of junctions (J.N); number of triple points (3p.N); number of quadruple points (4p.N); and maximum length of the branch (Max.Brch.Le). Clinical diagnosis was assessed in patients’ charts. Results: All parameters analyzed comparing manual and automated methods revealed significant differences, with higher trabeculae and lower branches found in the automated method (p<0.05). No quadruple points were evidenced in the skeleton analysis by both methods. Both methods revealed exactly the same 4 intercorrelations and a good agreement between them. Fibrous dysplasia revealed higher values for the maximum branch length compared to other lesions (98.91 vs 75.39, p 0.04). Conclusion: The bone tissue spatial distribution in benign fibro-osseus lesions can be assessed using the proposed automated method once it revealed similar correlations with the manual method. This method was effective in revealing that Fibrous dysplasia presented higher values of the maximum branch length compared with the other lesions.