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Novo método de processamento de imagem reduz radiação em exames de mama

Publicado em 19 fevereiro 2020

A tomossíntese é um método de diagnóstico da mama que utiliza raios-X para obter imagens tridimensionais e detectar tumores difíceis de serem descobertos por uma mamografia convencional. Apesar da eficiência, a quantidade de radiação utilizada nos exames pode colocar em risco a saúde das pacientes. A fim de evitar esse problema, uma pesquisa da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP propõe o uso de técnicas avançadas de processamento de imagens em computador para diminuir em até 50% a exposição aos raios-X, sem prejudicar a precisão no diagnóstico. O novo método, atualmente em fase de testes, é descrito na tese de doutorado do engenheiro Lucas Rodrigues Borges, vencedora do Prêmio Tese Destaque USP 2019, na categoria Engenharias.

O engenheiro conta que o processo de aquisição das imagens de tomossíntese é muito semelhante à aquisição de uma imagem de mamografia convencional. “A paciente é posicionada pela técnica responsável e ocorre a compressão da mama. Em seguida, uma série de disparos é realizada. Após cada disparo, o tubo de raios-X se movimenta, permitindo a visualização de ângulos diferentes da mama”, relata. “Os raios-X formam projeções, que são então reconstruídas com o auxílio de um software, o que permite a visualização tridimensional do volume mamário, aumentando as chances de detecção de tumores difíceis de serem visualizados em uma mamografia convencional”.

Por ser um tipo de radiação ionizante, o uso de raio-X durante o exame resulta em uma pequena chance de desenvolvimento de um câncer induzido que não estava presente antes da realização do exame. “Isso acontece porque ao ser transmitido pela mama a radiação de raio-X pode causar dano às moléculas do DNA”, aponta Borges. “Ao mesmo tempo, quando a dose de radiação é reduzida, a imagem perde qualidade, o que dificulta a detecção e a caracterização das lesões mamárias pelos radiologistas”.

Para alcançar a qualidade obtida com os níveis de radiação atuais, a pesquisa propõe a utilização de ferramentas de filtragem, empregadas em conjunto com fórmulas matemáticas, para a melhoria da qualidade das imagens adquiridas em doses reduzidas. As ferramentas de filtragem foram desenvolvidas pelo grupo de pesquisa do professor Alessandro Foi, da Tampere University, na Finlândia.

(a) Imagem (projeção da tomossíntese) obtida com 25% da dose de radiação convencional

(b) A mesma projeção depois de restaurada

(c) Projeção obtida com a dose convencional de radiação

O objetivo do método é o de alcançar uma imagem como mostrado em (c), que é o normalmente utilizado. O resultado está em (b) – note que a granulação (ruído) foi suprimida e a imagem se assemelha a (c) – Imagem: cedida pelo pesquisador

Ferramentas de filtragem

“Não é possível prever com precisão as interações que acontecerão com os raios-X quando penetram a mama, o que pode gerar flutuações que comprometam a qualidade das imagens”, descreve o engenheiro. “Por essa razão são empregadas ferramentas de filtragem, já amplamente utilizadas em aplicações como câmeras de celulares, que exploram áreas com similaridades na imagem para reduzir essas flutuações”.

Borges ressalta que estudos publicados sobre a nova técnica indicam que pode-se alcançar uma redução de até 50% na dose de radiação sem que seja possível detectar diferenças na qualidade da imagem. O método atualmente se encontra em fase de testes pré-clínicos, com o auxílio de um grupo de radiologistas do Hospital do Câncer de Barretos (Hospital do Amor), no interior de São Paulo. “Neste teste, os radiologistas deverão interpretar uma série de imagens em diferentes doses de radiação e tratadas com o método proposto”, diz Borges. “Após a leitura de todos os casos, será possível mensurar o desempenho dos radiologistas antes e depois da aplicação da técnica. Os resultados indicarão se o desempenho dos radiologistas foi impactado, positivamente ou negativamente, pelo método proposto”.

Segundo o engenheiro, em alguns centros médicos de países desenvolvidos, como nos Estados Unidos, a tomossíntese mamária faz parte da rotina de rastreamento do câncer de mama. “No Brasil, a utilização da tomossíntese vem se tornando cada vez mais popular, mas em geral ela ainda é utilizada como exame complementar, ou seja, quando a mamografia convencional é inconclusiva”, afirma.

O pesquisador observa que mesmo nos níveis de radiação utilizados atualmente durante o exame, os riscos associados à utilização do raio-X são extremamente baixos se comparados com os benefícios da detecção precoce do câncer. “A pesquisa buscou diminuí-los ainda mais, tornando mais improvável o aparecimento de novos casos de câncer devido à utilização de raios-X durante o exame”, conclui. As conclusões do estudo são descritas na tese de doutorado Redução da dose de radiação em tomossíntese mamária através de processamento de imagens, defendida na EESC e ganhadora do Prêmio Tese Destaque USP 2019, na categoria Engenharias.

O trabalho foi orientado pelo professor Marcelo Andrade da Costa Vieira, da EESC, e contou com a colaboração dos professores Alessandro Foi, da Tampere University (Finlândia), Andrew Maidment e Predrag Bakic, da University of Pennsylvania (Estados Unidos), e dos radiologistas do Hospital do Amor (Barretos). A pesquisa conta com financiamento da Coordenadoria de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

Com informações de Jornal da Usp, texto de Júlio Bernardes.

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