Uma nova técnica desenvolvida na Unicamp permite analisar de forma integrada e mais precisa os diferentes tipos de lesões cerebrais. O método, automatizado, auxiliará médicos e especialistas no diagnóstico de alterações na substância branca do cérebro, que podem estar associadas à esclerose múltipla, lúpus e acidente vascular cerebral (AVC).

O estudo, de caráter preliminar, foi conduzido pela engenheira de teleinformática Mariana Pinheiro Bento. Ela defendeu em fevereiro último dissertação de mestrado junto ao Programa de Pós-Graduação da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) da Unicamp. Alguns resultados já foram apresentados este ano no Congresso da Sociedade Internacional de Óptica e Fotônica (SPIE, na sigla em inglês).

O método pode trazer vantagens, principalmente, para a investigação de lesões que ainda não foram caracterizadas, como, por exemplo, as causadas pelo lúpus, doença rara e autoimune. A técnica, explica a pesquisadora Mariana Bento, poderá colaborar tanto no diagnóstico, como no acompanhamento dos pacientes.

“Inclusive poderemos saber no futuro não somente se as lesões aumentaram ou diminuíram, mas o quanto elas aumentaram ou decresceram e de que forma aconteceu. Isto se torna muito importante para o monitoramento do paciente ao longo do tempo”, reforça a engenheira.

Ainda de acordo com ela, outro diferencial em relação aos métodos convencionais é a possibilidade de analisar, comparativamente, lesões causadas por diferentes doenças. “Existem softwares no mercado que fazem a análise de determinada doença e lesão. Desconhecemos métodos de análise integrada para diferentes tipos de doença, como é a nossa proposta”, contrasta Mariana Bento.

Em sua pesquisa, ela foi orientada pelo docente Roberto de Alencar Lotufo, do Departamento de Engenharia de Computação da FEEC. Do mesmo departamento, a professora Letícia Rittner coorientou o trabalho. O estudo também contou com a colaboração da médica do Hospital de Clínicas (HC) Simone Appenzeller, docente da Faculdade de Ciências Médicas (FCM).

A médica da Unicamp forneceu imagens de ressonância magnética de pacientes do HC utilizadas para subsidiar a pesquisa, informa Mariana Bento. “As lesões na substância branca do cérebro são frequentemente encontradas em diagnósticos neurológicos, sejam sintomáticos ou assintomáticos. O acompanhamento e análise são muito importantes para o diagnóstico. Atualmente, a ressonância magnética do cérebro é o tipo de exame que transmite mais informação para o médico. Só que as análises são feitas apenas com base em observações visuais”, pondera.

A pesquisadora explica que, pelo método convencional, um especialista abre a imagem de ressonância magnética em determinado software e observa as lesões visualmente, quadro por quadro. “Diferenciar, visualmente, os tipos de lesões é muito difícil para os médicos porque as alterações na substância branca são muito parecidas. A nossa metodologia propõe a análise automática de uma região para dizer se ela é ou não uma lesão e também qual o tipo de lesão em caso positivo”, compara.

O objetivo, esclarece ela, não é substituir o médico, mas auxiliá-lo. “É indicar qual a região que tem maior probabilidade de lesão e até apontar qual seria a sua origem. É uma análise mais robusta, fundamentada em outros atributos e informações do que apenas aquelas visuais”, destaca a estudiosa.

“As técnicas permitirão propor medidas de acompanhamento longitudinal do paciente. Por exemplo: ele começa a ser tratado e de quatro em quatro meses são comparados atributos e informações destas lesões ao longo do tempo, como a espessura e o volume das alterações. Deste modo, o médico pode analisar de modo mais preciso se o tratamento está evoluindo ou não”, completa.

COOPERAÇÃO

Embora preliminar, o estudo desenvolvido por Mariana Bento dá passo significativo para o desenvolvimento de novas técnicas de processamento de imagens e reconhecimento de padrões, ressalta o orientador Roberto Lotufo.

“O projeto de mestrado da Mariana vem fortalecer e consolidar a cooperação entre a FEEC e a FCM de modo que possamos, de um lado, apoiar a pesquisa clínica feita na FCM e ao mesmo tempo contribuir com o desenvolvimento de novas técnicas de imagens”, considera o docente da FEEC.

Ele também avalia a importância do trabalho, opinião corroborada pela coorientadora Letícia Rittner. “Este estudo conjunto permite diminuir a subjetividade da análise das imagens feita pelo especialista, além de reduzir o tempo gasto e proporcionar um entendimento mais amplo e aprofundado do problema, neste caso, das lesões do cérebro.”

A pesquisa, lembrou Lotufo, está intimamente ligada ao trabalho desenvolvido pela professora Simone Apenzeller no Departamento de Reumatologia da FCM. A docente utiliza técnicas de neuroimagem para auxiliar no diagnóstico e desvendar a fisiopatologia do lúpus. Lotufo acrescentou ainda as colaborações dos docentes Fernando Cendes e Lilian Tereza Lavras Costallat, da FCM, além de Gabriela Castellano, do Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW).

FUTURO

Conforme Mariana Bento está previsto em estudos futuros o desenvolvimento de um software para executar os procedimentos de modo automatizado. “Pretendemos adicionar também outras técnicas para a análise de tumores cancerígenos no cérebro”, revela.

O método proposto permite, no momento, identificar lesões de origem isquêmica e desmielinizante. Estas lesões são as mais frequentemente vistas em exames de ressonância magnética no cérebro, assinala a pesquisadora.

As isquêmicas existem em pacientes que tiveram acidente vascular cerebral. Neste caso, a lesão é originada pela interrupção de um vaso cerebral, que impede a passagem do fluxo sanguíneo por aquela região.

Já as lesões de etiologia desmielinizante estão ligadas à esclerose múltipla, doença que ataca a bainha de mielina dos neurônios. Este processo é, então, chamado de desmielinização. “Existem algumas lesões que não tem etiologia conhecida, não se sabe por que ela foi gerada. É o caso do lúpus. No AVC, a lesão foi causada porque teve interrupção do fluxo sanguíneo. No lúpus, ninguém sabe. Com esta metodologia será possível comparar a lesão causada pelo lúpus, abrindo caminho para um melhor entendimento da doença, que ainda não tem cura”, prevê Mariana Bento.

Publicações

Bento, M; Rittner, L; Appenzeller, S; Lapa, A; e Lotufo, R. Analysis of Brain White Matter Hyperintensities using Pattern Recognition Techniques in Anais do Congresso da Sociedade Internacional de Óptica e Fotônica (SPIE), 2013.

Dissertação: Análise de Lesões na Substância Branca do Cérebro a partir de Imagens de Ressonância Magnética
Autora: Mariana Pinheiro Bento
Orientador: Roberto de Alencar Lotufo
Coorientadora: Letícia Rittner
Unidade: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC)