Homero Schiabel.

A proposta deste projeto consiste no estabelecimento de um processo de avaliação de um esquema CADx previamente desenvolvido a partir de uma extensa base de dados e imagens a serem obtidas com um novo objeto simulador (phantom) de mama capaz de gerar diversos padrões de imagens obtidos pela variação aleatória de tamanho, forma, contraste e distribuição de lesões simuladas. Estabelecida a necessária padronização dos critérios de avaliação a partir dessa nova base de imagens, a realimentação do protótipo CADx sob avaliação em função dos resultados dos testes permitirão reconfigurar as técnicas de processamento que sejam necessárias a fim de garantir a melhor eficácia possível com imagens obtidas de diferentes equipamentos mamográficos. Assim, o produto final será um aplicativo em linguagem JAVA para ser utilizado como ferramenta de auxílio para aplicações na rotina do diagnóstico considerando qualquer conjunto de imagens mamográficas digitais em padrão DICOM junto à disponibilidade da nova base de imagens do phantom de mama para livre acesso via Internet.

Projeto aprovado no programa "Consórcio Acadêmico para Excelência do Ensino de Graduação", edital 2020 da Pró-reitoria de Graduação da USP. Neste consórcio, procurou-se aprimorar a forma de ministrar 16 disciplinas existentes em 4 diferentes cursos de graduação de áreas afins e de diferentes unidades em um modelo híbrido de ensino presencial e remoto. A partir de ofertas de vagas remotas, nessas disciplinas, para os alunos dos cursos de Física Médica, Informática Biomédica, Ciências Físicas e Biomoleculares e Engenharia Elétrica (ênfase Eletrônica), procurou-se criar e fortalecer a interação acadêmica entre cursos de graduação de Exatas envolvendo áreas aplicadas à Medicina e à Biologia da Universidade de São Paulo.

Organizações internacionais reguladoras de qualidade de sistemas geradores de radiação X, como a IAEA (International Atomic Energy Agency) implementaram há poucos anos protocolos relativos a testes de aceitação de equipamentos mamográficos digitais e de tomossíntese da mama, com vistas a estabelecer um padrão de qualidade nos serviços de radiodiagnóstico. Porém, as diretrizes estabelecidas têm como base o uso de objetos simuladores de mamas (phantoms) com espessuras e composições padronizadas, que muitas vezes não condizem com os perfis populacionais dos centros de diagnóstico. Trabalho recentemente concluído em nossa equipe produziu um sistema computacional para automaticamente rastrear e gerenciar dados extraídos dos processos de aquisição da imagem em mamografia digital, armazenados em um servidor DICOM SCP (Service Class Provider). Esse sistema permite elaborar relatórios técnicos que caracterizam os fatores de exposição do controle automático de exposição (AEC) de sistemas de mamografia digital e de tomossíntese da mama. Primeiros testes mostraram que os níveis de referência estipulados pelas normas internacionais para composição mamária e dose de radiação não condizem com a realidade daquela população. 
Assim, a presente proposta consiste na avaliação quantitativa e caracterização de dose aplicada em diversas unidades de mamografia digital de centros de radiodiagnóstico colaboradores com nossa equipe através da aplicação desse sistema computacional de rastreamento. Em paralelo, essa avaliação será conduzida também com a utilização de técnicas e dispositivos de dosimetria para comparar os resultados apresentados pelo sistema a fim de referendá-lo como ferramenta para avaliação de qualidade de unidades mamográficas digitais em termos dos indicativos para calibração dos equipamentos e tomadas administrativas de decisão para melhoria dos serviços radiológicos.

Testes preliminares recentes com radiologistas sobre um protótipo de um esquema CADx (de Computer-aided Diagnosis) em mamografia, elaborado em projetos prévios por nossa equipe, demonstraram que seus resultados são capazes de influenciar positivamente o laudo ? sobretudo quanto à interpretação de achados suspeitos em avaliações conduzidas em laboratório de forma controlada. Além disso, essas avaliações também sugerem que módulos do sistema podem ser empregados para aplicações com outros tipos de imagens que guardem semelhanças com os achados típicos considerados na imagem digital de mama, como calcificações em tecido mole. Assim, dada a proximidade nas aplicações e a cooperação já existente em pesquisas prévias entre os grupos descritos na presente proposta, objetivou-se, por um lado, investigar o efeito da aplicação do esquema CADx na prática clínica da mamografia digital e, de outro, ampliar as aplicações dos módulos de processamento de imagens para a radiologia digital odontológica, na investigação de calcificações em tecidos moles tanto em imagens panorâmicas de face como nas de tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC). A ampliação do escopo da abrangência do esquema computacional se justifica pelas características em comum entre sinais investigados nas imagens digitais de mama (microcalcificações, por exemplo) e nas de cabeça e pescoço (identificação de ateromas e ossificações anômalas). Pretende-se, assim, que as ferramentas computacionais do esquema sejam melhor e mais amplamente empregadas a fim de aumentar o grau de confiança do profissional da saúde e, por conseguinte, melhorar a precisão diagnóstica na área em que se insere o projeto. Ao mesmo tempo, objetiva-se associar o esquema CADx a uma base de dados/imagens digitais para implementar o software em sistema livre de processamento de imagens disponível na Internet.

O trabalho teve por objetivo propor um modelo envolvendo subtração digital de imagens obtidas a diferentes níveis de energia do feixe de raios X, para possibilitar a detecção de lesões malignas da mama que, no modo tradicional de realização do exame, seriam totalmente camufladas quando superpostas por tecido de absorção semelhante. A pesquisa tem aplicação mais direcionada às avaliações de imagens referentes aos casos de mamas densas, que apresentam tradicionalmente baixo contraste em função da presença maior de tecido fibroglandular de alta densidade. Para possibilitar essa investigação, a pesquisa trabalhou com a geração de imagens através de simulação computacional dos principais tecidos mamários envolvidos ? adiposo, fibroglandular e o próprio carcinoma - objetivando observar o comportamento das variações de níveis de cinza nas imagens mamográficas a partir dos coeficientes de absorção daqueles tecidos, considerados com diferentes espessuras e submetidos a diferentes valores de energia, dentro da faixa típica utilizada no exame mamográfico. A premissa é que variações diferenciadas de absorção ocorrem entre estruturas normais e as lesões no interior da mama. Os resultados provenientes da simulação computacional proposta foram avaliados com base em imagens obtidas a partir de exposições adequadamente definidas de phantoms mamográficos em mamógrafos convencionais e digitais.

O objetivo deste projeto foi desenvolver algoritmos matemáticos baseados em equações diferenciais parciais (EDP), entre outros, para o processamento de imagens digitais mamográficas, com ênfase nos casos de mamas densas que, por apresentarem um baixo nível de contraste, representam um desafio ao processamento e são uma das principais causas das taxas de erros na análise de performance de esquemas CAD (Computer-aided detection). Por isso, o trabalho tem um enfoque preliminar na análise dos atributos de texturas, além da utilização de técnicas de pré-processamento que envolvam alteração dos níveis de contraste específicos para esse tipo de imagem. A meta principal é a detecção de clusters de microcalcificações, frequentemente associados a tumores malignos. O fundamento dos modelos a serem aplicados visa à remoção de ruídos presentes nas imagens, com a preservação dos elementos estruturais, para que as interferências no realce das altas frequências da imagem não cause um aumento dos níveis de resultados falsos positivos (FP).

O objetivo deste trabalho é investigar as vantagens do uso de esquemas CAD na rotina clínica como ferramenta disponível ao especialista ou a profissionais em treinamento a fim de trazer informações relevantes não só de como contribuem para a detectabilidade das estruturas suspeitas, mas se e em que momento esta ferramenta deve ser disponibilizada no programa de residência na radiologia.
Esta proposta se compromete também com a investigação comparativa entre as imagens mamográficas analógicas (em filme), digitalizadas (a partir do filme), e digital direta obtidas a partir de mamógrafos digitais, que usam sistemas eletrônicos de sensoriamento do feixe radiográfico (sistema Full Field Digital e sistema Computed Radiology).Serão avaliados os aspectos relativos a qualidade das imagens, desde sua aquisição.
Os resultados por um lado propiciarão definir parâmetros que permitam indicar a melhor relação custo-benefício destas tecnologias para fins de aplicação e treinamento e, de outro, caracterizar adequadamente a imagem mamográfica digital em termos de sua relação com a avaliação do radiologista. Um projeto multidisciplinar como este envolvendo médicos em treinamento e especialistas da área de radiologia e mastologia permitirá a obtenção de respostas com aplicação na rotina clínica com benefícios diretos à população.

a presente pesquisa se propõe como um vetor para, de um lado, alavancar os trabalhos aplicados envolvendo a equipe da EESC/USP, em particular na aplicação da proposta a centros carentes ou sem grandes recursos tecnológicos desenvolvidos, levando os resultados do projeto a regiões necessitadas de melhor qualidade e tecnologia de ponta na área da mamografia; e de outro, formar recursos humanos de maneira apropriada para que eles, em suas regiões de origem, sejam capazes de levar essas pesquisas adiante, adaptando-as às necessidades locais e regionais. Com a vocação da coordenação do projeto tanto na equipe do DI/UFPB, quanto na EESC/USP, vislumbra-se, ademais, a possibilidade da consolidação das áreas específicas nos respectivos programas de Pós-graduação, buscando a qualificação de excelência em Imagens Médicas. 

O objetivo geral do projeto está na formação e/ou aperfeiçoamento de recursos humanos no âmbito de pesquisa e desenvolvimento de sistema computadorizado de auxílio ao diagnóstico (CAD) para exames mamográficos, com aplicação e avaliação de desempenho na rotina clínica do processo de investigação de lesões mamárias em clínicas radiológicas. Adicionalmente, treinamento na avaliação e manipulação de imagens radiológicas digitais é uma decorrência dessa finalidade principal.

Desenvolvimento de uma ferramenta para disponibilizar na rede uma base de imagens mamográficas

Desenvolvimento de técnicas para pré-processamento de imagens mamográficas, segmentação para detecção de microcalcificações e nódulos mamários, e classificação de achados, visando à elaboração de um esquema CAD em mamografia. Elaboração de bases de dados de qualidade dos equipamentos e de imagens mamográficas para os testes de desenvolvimento.

Desenvolvimento de técnicas de segmentação para realce de imagens mamográficas com vistas à detecção de microcalcificações agrupadas.

Desenvolvimento de protótipo para aferição de parâmetros de controle de qualidade em mamógrafos com base em sistema de aquisição eletrônico e avaliação de sinais por notebook