Classificação do edema do membro inferior de origem cardiogênica e por insuficiência venosa a partir do pós-processamento da escala de mediana de cinzas e entropia

Abstract

Contexto: O edema dos membros inferiores é uma manifestação clínica frequente de diversas condições sistêmicas e vasculares, incluindo a insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida (ICFEr) e a doença venosa crônica (DVC). A análise quantitativa de imagens ultrassonográficas, por meio da mediana da escala de cinzas (Grayscale Median – GSM) e da entropia, permite a caracterização objetiva do tecido subcutâneo edemaciado. Objetivo: Avaliar o desempenho da mediana da escala de cinzas (GSM) e da entropia como descritores quantitativos de primeira ordem na caracterização ultrassonográfica do edema dos membros inferiores. Casuística e métodos: Estudo observacional analítico prospectivo, de caráter exploratório. Foram incluídos 29 pacientes com edema dos membros inferiores, distribuídos em dois grupos: pacientes com insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida (ICFEr) e pacientes com doença venosa crônica associada a refluxo na junção safenofemoral e na veia safena magna. Após a padronização da aquisição de imagens ultrassonográficas em modo B, obtidas ao nível do maléolo medial e do dorso do pé, realizou-se pós-processamento digital para determinar a mediana, a média e o desvio padrão da escala de cinzas, bem como a entropia. Resultados: Os valores de GSM, média da escala de cinzas e entropia apresentaram magnitudes semelhantes entre os grupos avaliados, sem diferenças estatisticamente significativas. Entretanto, observou-se forte correlação entre a intensidade tonal e a entropia, indicando elevada interdependência entre descritores quantitativos de primeira ordem derivados da distribuição tonal das imagens ultrassonográficas. Conclusão: A análise quantitativa, baseada exclusivamente em descritores de primeira ordem, não demonstrou capacidade discriminatória significativa entre os padrões ultrassonográficos do edema associado à ICFEr e à doença venosa crônica. Entretanto, a forte correlação observada entre GSM e entropia indica redundância estrutural entre esses parâmetros, reforçando a ideia de que abordagens quantitativas mais complexas, incluindo descritores espaciais, análise multiescalar e métodos baseados em inteligência artificial, poderão contribuir para uma caracterização mais refinada do edema dos membros inferiores. Além disso, a padronização metodológica proposta e o desenvolvimento de ferramenta computacional própria estabelecem uma plataforma para futuras investigações e para o monitoramento longitudinal da resposta terapêutica em pacientes com edema dos membros inferiores

Background: Lower limb edema is a common clinical manifestation of several systemic and vascular conditions, including heart failure with reduced ejection fraction (HFrEF) and chronic venous disease (CVD). Quantitative analysis of ultrasound images using grayscale median (GSM) and entropy enables objective characterization of edematous subcutaneous tissue. Objective: To evaluate the performance of grayscale median (GSM) and entropy as first-order quantitative descriptors for ultrasonographic characterization of lower-limb edema. Methods: This prospective, observational, analytical, exploratory study included 29 patients with lower-limb edema, allocated to two groups: patients with heart failure with HFrEF and patients with chronic venous disease associated with reflux at the saphenofemoral junction and the great saphenous vein. After standardized acquisition of B-mode ultrasound images of the medial malleolus and the dorsum of the foot, digital post-processing was performed to determine the median grayscale, mean grayscale, standard deviation, and entropy. Results: Grayscale median, mean grayscale value, and entropy showed similar magnitudes between the evaluated groups, with no statistically significant differences. However, a strong correlation was observed between grayscale intensity and entropy, indicating a high degree of interdependence among first-order quantitative descriptors derived from the tonal distribution of ultrasound images. Conclusion: Quantitative analysis based exclusively on first-order descriptors did not demonstrate significant discriminatory power between the ultrasonographic patterns of edema associated with HFrEF and those associated with chronic venous disease. Nevertheless, the strong correlation observed between GSM and entropy suggests structural redundancy between these parameters, reinforcing the notion that more advanced quantitative approaches, including spatial descriptors, multiscale analysis, and artificial intelligence-based methods, may contribute to a more refined characterization of lower-limb edema. Furthermore, the proposed standardized methodology and the development of a dedicated computational tool establish a platform for future investigations and for the longitudinal monitoring of therapeutic response in patients with lower-limb edema.