Ciencia España , Valladolid, Jueves, 07 de mayo de 2015 a las 18:27

Novo dispositivo para aperfeiçoar a qualidade da imagem das ecografias

Investigadores do Laboratório de Processamento de Imagens (LPI) da Universidade de Valladolid (Espanha) desenvolveram projeto ‘Selene’, que oferece melhores resultados em termos de contraste e preservação da informação diagnóstica

Cristina G. Pedraz/DICYT Uma ecografia é uma prova médica utilizada para o diagnóstico e controlo médico baseada em ultrassons, ou seja, usa ondas sonoras para criar uma imagem. O seu uso está vastamente difundido na clínica por ser um procedimento para extrair informação médica relevante rápido, não-invasivo, fácil e barato.


Investigadores do Laboratório de Processamento de Imagens (LPI) da Universidade de Valladolid (Espanha) têm trabalhado na última década para melhorar a qualidade das imagens ecográficas. Para isso, lançaram o projeto chamado Selene, através do qual eles têm desenvolvido um método e um dispositivo capazes de “refinar” a qualidade da imagem dos ecógrafos.


O trabalho centralizou a tese de doutoramento do investigador Gonzalo Vegas Sánchez-Ferrero, quem atualmente é Advanced Fellow do Consórcio M+VISION, entre a Comunidade de Madrid (Espanha) e o Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, pela sigla em inglês), e desenvolve o seu trabalho no Brigham and Women’s Hospital em Boston (EUA), no grupo Applied Chest Imaging Laboratory Laboratory (ACIL) da Harvard Medical School, em colaboração com o Biomedical Image Technologies (BIT) da Universidade Politécnica de Madrid (Espanha).


Conforme explica o investigador, a ecografia ou imagem por ultrassom “é provavelmente a forma mais frequente de diagnóstico por imagem no contexto médico, principalmente por causa do seu baixo custo e por não utilizar radiação”. No entanto, é particularmente ruidosa e produz imagens com um padrão granular chamado speckle que reduz a sua resolução.


“Os investigadores da imagem médica por ultrassom estão plenamente conscientes do efeito indesejável do ruído e andam a trabalhar para a sua caracterização e redução há várias décadas. Já houve progressos significativos neste domínio e já se desenvolveram numerosos filtros de redução de ruído com mais ou menos êxito, mas, infelizmente, os protocolos médicos ainda não incluem a aplicação desses filtros”, explica.


A razão principal é que o speckle é um padrão produzido pela própria física de adquisição dos ultrassons. Depende, entre outros fatores, das caraterísticas do tecido a ser estudado, de modo que uma análise correta do mesmo speckle “pode fornecer informação valiosa para fins diagnósticos”.


Assim, os médicos preferem manter a textura granular, embora dificulte a análise anatómica e funcional das ecografias; ao mesmo tempo, também acham que seria altamente desejável melhorar a qualidade da imagem para facilitar o diagnóstico. “Este aparente paradoxo confirma quais as dificuldades de comunicação entre o campo tecnológico e o médico: os investigadores em imagem forneceram filtros de redução do ruído nos ultrassons, mas os médicos não os aplicam por medo de perderem informação diagnóstica relevante”.


Interação com imagem em tempo real


O projeto Selene tenta resolver este problema propondo um dispositivo e um método de filtragem e destaque de imagem de ultrassom que preserve a informação diagnóstica. Por um lado, o sistema permite a caraterização de tecidos de interesse diagnóstico, que podem ser selecionáveis pelo utilizador. “A seleção dos tecidos de interesse pode ser realizada automaticamente (por padrão) ou manualmente, como preferido, o que dá ao facultativo a capacidade de interatuar com a imagem em tempo real. Este objetivo de seleção faz com que o método seja versátil de acordo com o diagnóstico da imagem”, explica o investigador. Por outro lado, a ferramenta é capaz de realizar um destaque seletivo preservando os detalhes diagnósticos para imagens 2D, 3D e 4D, também em tempo real, o que visa facilitar a incorporação de Selene na prática clínica diária.


O dispositivo está atualmente em fase de pedido de patente internacional. A equipa está a desenvolver o primeiro protótipo comercial e a desenhar um ensaio clínico para demonstrar a melhoria diagnóstica que acontece ao usar Selene.


Até agora, o sistema foi testado em uma clínica de Valladolid e obteve bons resultados preliminares. “Os estudos quantitativos mostram que em imagens de ultrassons intravasculares, Selene oferece melhores resultados em termos de contraste e preservação de informações diagnósticas", assegura o investigador.

 

Vários prémios e reconhecimentos


O projeto Selene ganhou o prémio ‘Prometeo 2014’ que concede a Fundação Geral da Universidade de Valladolid (FUNGE) para o desenvolvimento de protótipos orientados para o mercado, além do primeiro prémio ‘Viveiro Universitário de Promotores Empresariais” em sua edição de 2014, um galardão promovido pelo Conselho da Educação da região espanhola de Castilla y León, através da Fundação Universidades e Ensino Superior de Castilla y León (FUESCYL), patrocinado pela Divisão Global Santander Universidades. Além disso, a tese de doutoramento de Gonzalo Vegas Sánchez-Ferrero recebeu o prémio extraordinário de doutorado da Universidade de Valladolid em 2013 e finalista para a melhor tese de doutoramento em Tecnologias da Informação e Telecomunicações do Colégio Oficial de Engenheiros de Telecomunicações, também naquele ano.

 

 

 

Referências bibliográficas:

Ramos-Llordén, G., Vegas-Sánchez-Ferrero, G., Martín-Fernández, M., Aja-Fernández, S., Alberola-López, C. (2015) "Anisotropic diffusion filter with memory based on speckle statistics for medical images". IEEE Transactions on Image Processing. Vol. 24, n 1


Vegas-Sánchez-Ferrero, G., Seabra, J., Aja-Fernández, S., Martín-Fernández, M., Palencia, C., Sanches, J. (2014). "Gamma Mixture Classifier for Plaque Detection in Intravascular Ultrasonic Images". IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. vol.61, no.1, pp.44,61


Vegas-Sánchez-Ferrero, G., Martín-Fernández, M., Miguel Sanches, J. (2014). "A Gamma Mixture Model for IVUS Imaging", Multi-Modality Atherosclerosis Imaging and Diagnosis. Editors: Luca Saba, João Miguel Sanches, Luís Mendes Pedro, Jasjit S. Suri ISBN: 978-1-4614-7424-1 (Print) 978-1-4614-7425-8 (Online), Pages 155-171.


Patente:
Gonzalo Vegas Sánchez-Ferrero, Marcos Martín Fernández, Santiago Aja Fernández, Carlos Alberola López. “Método de Filtrado y Realce de Imágenes Ultrasónicas 2D, 3D y 3D+t.” OEPM Madrid, Num: P201430673. 2014.