Caracterización de neoplasias mamarias mediante espectroscopia de impedancia eléctrica: modelo canino / Characterization of mammary neoplasia by electrical impedance spectroscopy: canine model

RESUMEN

Introducción: La espectroscopia de impedancia eléctrica (EIE) es una técnica fácil de usar y de bajo costo que se puede utilizar para analizar tejidos biológicos en condiciones normales o patológicas. El objetivo de este trabajo fue caracterizar neoplasias de glándula mamaria benignas y malignas aplicando la técnica EIE en muestras extraídas de 45 caninos hembras (Canis lupus familiaris). Métodos: Se utilizó un medidor de impedancia eléctrica, Hioki 3532-50, para determinar los parámetros bioeléctricos resistencia de la matriz extracelular (R), resistencia de la matriz intracelular (S), frecuencia característica (Fc) y capacitancia de membrana (Cm) en un rango de frecuencias entre 42 Hz y 5 MHz y se analizaron estadísticamente mediante la prueba no paramétrica U de Mann-Whitney (Wilcoxon) de dos colas. La precisión diagnóstica de la EIE se efectuó a través de curvas características de operación del receptor (COR) y tablas de doble entrada, con la histopatología como referencia. Resultados: Se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre el tejido mamario sano y las neoplasias benignas para los parámetros R, Fc y Cm, p-value < 0,05. Entre tejido mamario sano y neoplasias mamarias malignas se encontraron diferencias estadísticamente significativas para R y Fc con un p-value < 0,05. La comparación entre lesiones tumorales benignas y malignas no presentó diferencias estadísticamente significativas, p-value > 0,05, para ninguna de las variables incluidas en este estudio. Conclusiones: De los parámetros analizados por EIE, la resistencia de la matriz extracelular es la que mejor permite diferenciar entre tejidos mamarios normales y neoplásicos. La EIE es una herramienta diagnóstica potencial que puede ser utilizada en la detección de cáncer mamario, con una precisión diagnóstica cercana al 80%.

ABSTRACT

Introduction: Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) it is an easy to use and low-cost technique that can be used to analyze biological tissues in normal or pathological condition. The goal of this work was to characterize benign and malign mammary gland neoplasms applying the EIS technique in 45 female dogs (Canis lupus familiaris). Methods: An impedance meter Hioki 3532-50 was used to determine bioelectric parameters, extracellular matrix resistance (R), intracellular matrix resistance (S), characteristic frequency (Cf), and membrane capacitance (Mc), which were obtained in a 42 Hz and 5 MHz frequencies range. Were statistically analyzed with the non-parametric test of two-tailed MannWhitney (Wilcoxon). The diagnostic precision of the test was performed using receiver operating characteristics (ROC) and two-way tables using histopathology results as reference. Results: Significant differences between healthy mammary tissue and benign neoplasms were found for variables R, Cf and Mc (p < 0.05). There were statistically major differences between the healthy mammary tissue and malign mammary tumors groups for R and Cf (p < 0.05). The comparison between malign and benign tumor lesions did not show a statistically significant difference, p-value > 0.05, for any of the variables included in this study. Conclusion: Among all parameters analyzed for EIS, the extracellular matrix resistance R is the one that best allows differentiating between healthy and neoplastic mammary tissues. EIS is a diagnostic tool that can be used for breast cancer detection with a diagnostic precision close to 801%.