Caracterización del tejido columnar del cérvix mediante espectroscopia de impedancia eléctrica y modelado computacional

Resumen

En este artículo se presenta la utilización de la espectroscopia de impedancia eléctrica (EIE) en la caracterización del tejido columnar cervical y como herramienta de apoyo a las técnicas diagnósticas del cáncer de cuello uterino. Métodos: Se realizó un estudio de validez diagnóstica a 30 pacientes no menopáusicas que presentaron ectopia cervical durante la colposcopia. Se obtuvieron 129 espectros de impedancia eléctrica de tejido columnar, que fueron diferenciados en cuatro zonas o puntos de toma de medidas, semejantes a las zonas horarias 12, 3, 6, y 9 de un reloj análogo. Los datos experimentales obtenidos fueron ajustados al modelo de ColeCole, que describe la fisiología y estructura del tejido mediante parámetros eléctricos de resistividad R y S, frecuencia característica Fc y capacitancia de membrana Cm. Resultados: La comparación entre tejidos columnares sanos y con lesión en cada uno de los puntos de medida se realizó mediante pruebas no paramétricas U de Mann–Whitney, que mostraron diferencias estadísticamente significativas (p <0,05) para las medianas de R y S, con un nivel de confianza del 95%. Los valores promedio de R y S para tejido columnar sano fueron 2,0 Ω-m y 11,36 Ω-m, con desviación estándar 0,41 y 0,51 respectivamente; mientras que para los tejidos con lesiones el valor promedio R y S fueron de 4,21 Ω-m y 7,03 Ω-m, con desviación estándar 0,40 para ambas medidas. Conclusión: Se encontró que la resistividad del líquido extracelular R y la resistividad de la matriz intracelular S son las que mejor discriminan entre epitelios columnares sanos y aquellos afectados por lesiones.

Palabras clave:

espectroscopia de impedancia eléctrica

ectopia cervical

epitelio columnar endocervical

electrical impedance spectroscopy

cervical ectopy

endocervical columnar epithelium

Citas

1. OMS. Prevención de las enfermedades crónicas: una inversión vital. Organización Mundial de la Salud: Ginebra, Suiza; 2005.

2. Ministerio de Salud y Protección Social, Instituto Nacional de Cancerología ESE. Plan decenal para el control del cáncer en Colombia 2012 - 2021, Bogotá, D.C; 2012.

3. Piñeros M, Pardo C, Gamboa O, Hernández G. Atlas de mortalidad por cáncer en Colombia. I.G.A.C. e Instituto Nacional de Cancerología, eds. Imprenta Nacional: Bogotá, Colombia; 2010.

4. Brown B, Tidy J, Boston K, Blackett A, Smallwood R, Sharp F. Relation between tissue structure and imposed electrical current flow in cervical neoplasia. THE LANCET, 2000, 355.

5. Tan JH, Wrede CD. New technologies and advances in colposcopic assessment. Best Practice & Research Clinical Obstetrics and Gynaecology, 2011. 25: p. 667–677.

6. Olarte G, Aristizábal W, Gallego P, Rojas J, Botero B, Osorio G. Detección precoz de lesiones epiteliales del cuello uterino en mujeres de Caldas - Colombia - mediante la técnica de espectroscopia de impedancia eléctrica. Revista Colombiana de Obtetricia y Ginecología, 2007. 58(1): p. 13-20.

7. Brown B. Tissue Impedance Spectroscopy and Impedance Imaging, in Comprehensive Biomedical Physics, A. Brahme, Editor; 2014, Elsevier.

8. Walker D, Brown B, Blackett A, Tidy J, Smallwood R. A study of the morphological parameters of cervical squamous epithelium. Physiological Measurement, 2003. 24: p. 121-135.

9. Abdul S, Brown B, Milnes P, Tidy J. The use of electrical impedance spectroscopy in the detection of cervical intraepithelial neoplasia. International Journal of Gynecological Cancer, 2006; 16: p. 1823- 1832.

10. Olarte G, Aristizábal W, Gallego P. Evaluation of electrical impedance spectroscopy for cervical intraepithelial lesions detection. Revista Biosalud, 2015; 14(1): p. 26-35.

11. Fletcher C. Diagnostic Histopathology of Tumors, in tumor the female genital tract, E.H. Sciences, Editor 2013; Elsevier Health Sciences. p. 814-824.

12. Ministerio de Salud. Normas científicas, técnicas y administrativas para la investigación en salud. 1993, Ministerio de Salud: República de Colombia.

13. Mayeaux EJ, Werner C, Shfaq R, Bartholomew D, Flowers L, Garcia F, et al. THE CERVIX: Colposcopy: Brief history of colposcopy. Section on the Cervix for use by physicians and healthcare providers;2010.

14. O’Connor D. A Tissue Basis for Colposcopic Findings. Obstetrics and Gynecology Clinics of North America, 2008; 35(4): p. 565-582.

15. Germar M. Visual inspection with acetic acid as a cervical cancer screening tool for developing countries. In Review prepared for the 12th Postgraduate Course in Reproductive Medicine and Biology. 2003. Geneva, Switzerland: World Health Organization.

16. Grimnes S & Martinsen O. Bioimpedance & Bioelectricity Basics. Second Edition, Elsevier, Academic Press. 2008; p. 283-332.

17. Dean D, Ramanathan T, Machado D, Sundararajana R. Electrical impedance spectroscopy study of biological tissues. Journal of Electrostatics, 2008; 66: p. 165–177.

18. Ivorra A. Bioimpedance Monitoring for physicians: an overview. Biomedical Applications Group, 2002.

19. Gregory W, Marx J, Gregory C, Mikkelson W, Tjoe J, Shell J. The Cole relaxation frequency as a parameter to identify cancer in breast tissue. Medical Physics, 2012; 39(7).

20. Corzo P, Miranda D, García E, Estupiñán Y, González C. Citología de cuello uterino e impeditividad eléctrica en la detección temprana del cáncer cervical. Salud UIS, 2012; 44(2): p. 15-19.

21. Caicedo S, Rojas J, Betancurt S, Aristizábal W, Chavarro J. Algoritmos Genéticos Difusos para el Ajuste del Modelo de Cole-Cole; 4to Congreso Colombiano de Computación; 2009.

22. Balasubramani L, Brown B, Healey J, Tidy J. The detection of cervical intraepithelial neoplasia by electrical impedance spectroscopy: The effects of acetic acid and tissue homogeneity. Gynecologic Oncology, 2009; 115: p. 267-271.