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Pesquisadores melhoram monitoramento de implantes de silicone

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Fonte

TUM | Universidade Técnica de Munique

Data

segunda-feira, 19 setembro 2022 06:25

Áreas

Ciência da Computação. Engenharia Biomédica. Imagens e Diagnóstico. Medicina. Modelagem Matemática. Processamento de Imagens. Ressonância Magnética. Saúde da Mulher.

A ressonância magnética é um método sensível para monitorar implantes de silicone. No entanto, o exame confiável do implante pode ser desafiador devido às dificuldades de separar o silicone e o tecido adiposo nas imagens. Uma equipe de pesquisa interdisciplinar da Universidade Técnica de Munique (TUM), na Alemanha, desenvolveu um novo algoritmo que melhora a qualidade das imagens de ressonância magnética ao retratar água, gordura e silicone simultaneamente de maneira confiável e totalmente automatizada.

Os implantes de silicone são comumente usados ​​para reconstrução mamária após mastectomia e para aumento mamário. O exame desses implantes em intervalos regulares ajuda a detectar precocemente complicações como ruptura do implante ou linfoma anaplásico de grandes células associado ao implante (BI-ALCL). A ressonância magnética é o método disponível mais sensível para monitorar implantes de silicone. No entanto, até agora, tem sido um desafio separar gordura e silicone em exames de ressonância magnética, pois esses materiais geram um sinal semelhante na ressonância magnética devido às suas frequências semelhantes sob o campo magnético principal do scanner de ressonância magnética.

Ressonância magnética aprimorada de implantes de silicone nas clínicas

Uma equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Dimitrios Karampinos, professor de Ressonância Magnética Experimental na TUM, desenvolveu um novo algoritmo de processamento de imagens para resolver o problema de separar de forma confiável água, gordura e silicone em imagens de ressonância magnética. O algoritmo é baseado em um esquema especializado de aquisição de dados que codifica várias espécies químicas previamente propostas por sua equipe. “Do ponto de vista técnico, é um desafio obter informações confiáveis ​​sobre água, gordura e silicone simultaneamente com uma varredura. Ao colaborar de perto com radiologistas da TUM, não só resolvemos este complexo problema de otimização do ponto de vista matemático, mas desenvolvemos uma solução que pode ser facilmente implementada em scanners clínicos comuns de ressonância magnética e integrada em um fluxo de trabalho clínico”, disse o professor Karampinos.

O processo de imagem com o novo método é simples e o processamento de dados é totalmente automatizado. Destina-se a imagens de mama em todas as pacientes, com e sem implantes. O algoritmo usa três princípios para resolver o problema complexo:

• Hierarquia: o algoritmo processa a saída da ressonância magnética ao longo de uma série de etapas para criar imagens de água, gordura e silicone de alta qualidade. A cada passo, o algoritmo decide como proceder com base nas informações disponíveis, como por exemplo ‘implante ou não implante’.
• Multi-resolução: Imagens de alta resolução retratam muitos detalhes, o que pode ser útil para o diagnóstico. No entanto, imagens de alta resolução são mais suscetíveis a ruídos e, portanto, podem dificultar a separação de água, gordura e silicone. Imagens de alta resolução também precisam de um tempo de processamento consideravelmente maior. Assim, o algoritmo começa com imagens de baixa resolução e aumenta a resolução e a complexidade ao longo das diferentes etapas quando necessário.
• Cortes gráficos: Para resolver o problema complexo de diferenciar entre várias espécies químicas diferentes, cada valor da imagem de ressonância magnética 3D é codificado em um gráfico correspondente. No entanto, um gráfico sozinho não fornece informações suficientes para decidir com segurança se esse valor corresponde a gordura, água ou silicone. É aqui que o algoritmo entra em ação: os gráficos são resolvidos sequencialmente com base nas informações anteriores para encontrar a solução ideal – água, gordura ou silicone – que faz mais sentido em relação às restrições do gráfico e dentro do contexto de toda a imagem 3D.

Monitoramento mais robusto, confiável e rápido de implantes de silicone

Os métodos anteriores para exames de ressonância magnética são baseados na supressão de outros materiais durante a imagem do material em questão, por exemplo, silicone. No entanto, esta técnica depende de várias etapas de calibração manual, que podem estar sujeitas a erros. Embora as rupturas de implantes possam ser bem visualizadas com esses métodos disponíveis, alterações menores, como sangramento de gel, são mais difíceis de detectar.

“O novo método é totalmente automatizado e não necessita de calibração e treinamento prévio para o operador. Isso o torna mais robusto e confiável do que as técnicas que dependem da supressão de materiais selecionados”, disse a Dra. Eva Maria Fallenberg, professora e médica sênior do Instituto de Radiologia Diagnóstica e Intervencionista do Hospital Universitário Klinikum rechts der Isar. “Até agora, o novo algoritmo mostrou resultados confiáveis ​​mesmo para diferentes tipos de implantes. Além disso, adquirir todas as informações de uma só vez, em vez de uma espécie após a outra, reduz o tempo total de varredura. Isso melhora o conforto do paciente e nos permite examinar mais pacientes.”

Após os primeiros resultados promissores, o novo processo de imagem agora está sendo avaliado com uma coorte maior de pessoas em scanners clínicos de ressonância magnética comumente usados ​​em hospitais.

Os resultados foram publicados na revista científica IEEE Transactions on Medical Imaging.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Técnica de Munique (em inglês).

Fonte: Carolin Lerch, Centro de Comunicação Corporativa, TUM. Imagem: Implantes de silicone. Fonte: Shuttertstock.

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