Análise e diagnóstico de carcinoma basocelular a partir de imagem infravermelha

Abstract

Resumo: Com o desenvolvimento de cameras de infravermelho mais modernas, a imagem infravermelha tem sido muito utilizada em medicina nos ultimos anos por ser uma tecnica nao-invasiva, de baixo custo e de ampla aplicacao. No entanto, parametros de calibracao da camera, a temperatura ambiente e o metabolismo do individuo sao fatores que afetam os resultados da termometria e por esta razao e dificil determinar com precisao a diferenca entre dados de um individuo sadio ou enfermo. Neste trabalho a termometria foi utilizada na avaliacao de pacientes com carcinoma basocelular, um tipo de cancer de pele. Foi utilizado o metodo dos gradientes conjugados, que ao comparar valores em duas regioes simetricas ( ƒá ƒ' ), de um parametro adimensional , ƒá, que leva em consideracao a temperatura da pele, a ambiente e a do corpo do individuo, a limitacao da interpretacao de resultados para individuos diferentes se torna simples e nao subjetiva. Foi determinada a faixa de temperaturas normais em diversas regioes do corpo de 7 individuos sadios e considerando que a temperatura da pele humana exibe uma distribuicao normal, a faixa de normalidade para cada regiao foi considerada como ƒ'ƒá ¡Ó 2ƒã para representar 95% da populacao. O resultados de ƒ'ƒá dos pacientes com carcinoma basocelular ficaram acima da faixa de normalidade em 88,9% dos casos. Foi observada a necessidade de um mapeamento ponto a ponto das diferentes temperaturas da pele do corpo humano sadio para que a comparacao de ƒ'ƒá do paciente pudesse ser feita com o ƒ'ƒá da exata regiao do individuo sadio, de forma que o metodo tenha maior precisao. No caso de lesoes em regioes no eixo de simetria do corpo, foi sugerida uma comparacao de ƒ'ƒá em 3 pontos (regiao do carcinoma basocelular e duas regioes proximas simetricas). O metodo dos gradientes conjugados foi considerado eficiente na identificacao do carcinoma basocelular atraves da imagem infravermelha, mesmo com o uso de uma camera de baixa resolucao optica (160 x 120 pixels) e resolucao termica de 0,1¢XC. O metodo pode tambem ser usado para varrer uma area de pele proxima a lesao maior e indicar a possivel presenca de outras lesoes nao perceptiveis no exame clinico. Finalmente, a imagem infravermelha analisada atraves do metodo dos gradientes conjugados pode ser util na melhor definicao da margem de seguranca para a cirurgia de remocao da lesao, sem prejuizo estetico para o paciente ou surgimento de nova lesao.

Abstract: With the development of more modern infrared cameras, infrared image has been widely used in medicine in the last few years because it is a non-invasive, low cost and of wide application technique. However, calibration parameters of the camera, the ambient temperature and the individual metabolism are factors that affect the thermometry results and for this reason, it is difficult to determine with precision the difference between the data of a healthy or a sick individual. In this work, thermometry was used in the evaluation of patients with basal cell carcinoma, a type of skin cancer. It was used the method of the conjugated gradients that compares values of two symmetric regions ( ƒá ƒ' ), of an adimensional parameter, ƒá , that takes into consideration the skin temperature, the ambient and the individual temperatures and doing so, the limitation of the results interpretation for different individuals become simple and not subjective. It was determined the range of normal temperatures in different regions of the body for 7 healthy individuals and considering that the human skin exhibits a normal distribution, the normal range for each region was considered as ƒ'ƒá ¡Ó 2ƒãto represent 95% of the population. The results of ƒ'ƒá of the patients with basal cell carcinoma stood above the normal range in 88.9% of the cases. It was observed the need of a point by point mapping of the different temperatures of the healthy human body skin so that the comparison of the patient ƒ'ƒá could be done with the exact region of the healthy individual in a way that the method gains a higher precision. In the case of lesions in the symmetry axis of the body, it was suggested a comparison of ƒ'ƒá in 3 points (region of the basal cell carcinoma and two near symmetric regions). The conjugated gradients method was considered efficient in the identification of the basal cell carcinoma through infrared image even with the use of a camera of low optical resolution (160 x 120 pixels) and a thermal resolution of 0.1¢XC. The method can also be used to scan a bigger area around the lesion and indicate the presence of other lesions still not perceptible in the clinical exam. Finally, the infrared image analyzed through the conjugated gradients method can be useful in the definition of a better safety margin in the surgery for the removal of the lesion, both without aesthetics damage to the patient and appearance of a new lesion.