Análise e triagem de tumor benigno de mamas a partir de imagem infravermelha

Abstract

Resumo: Nos últimos anos, com o desenvolvimento de câmeras de infravermelho modernas, a utilização de exames por imagem térmica vem sendo amplamente utilizada na Medicina. A técnica não é invasiva, não existe emissão de radiação ionizante, é um exame inóquo, indolor, de baixo custo, rápido na captura de imagens e de ampla aplicação. No entanto existem alguns fatores, que podem interferir nos resultados, os quais são a temperatura ambiente, o metabolismo e a temperatura central do indivíduo. Entretanto, na Engenharia é um campo bem estabelecido. Em função dos problemas detectados no estado-da-arte da Medicina, identificou-se que a contribuição de metodologias hoje bem estabelecidas na Engenharia pode vir a transformar a imagem infravermelha em um método de triagem e monitorização eficiente. Este trabalho teve como objetivo geral a investigação e a viabilidade do uso da imagem infravermelha para análise, triagem e acompanhamento de tratamento de lesões benignas em mamas. Os principais temas abordados na metodologia foram o aparato experimental, a definição dos grupos de trabalho, proposição de metodologia normalizada para análise do campo de temperaturas superficial em mamas, a verificação da eficácia do método de gradientes conjugados (que compara valores em regiões simétricas) para triagem, definição de faixas de normalidade para os termogramas de mamas. Os resultados compararam mamas saudáveis com mamas com lesões benignas, utilizando recursos matemáticos para normalização de temperaturas e método de gradientes conjugados apresentados neste trabalho. Constatou-se estatisticamente que há diferença significativa entre o grupo de controle com 32 voluntárias e o grupo de 17 pacientes diagnosticados com lesões benignas de mama. Os resultados mostraram que o método com base nos valores de ? das regiões de interesse foi capaz de identificar anormalidades nas mamas em 15 dos 17 pacientes (88,2%). Em conclusão, verificou-se a ocorrência de 11,8% de falsos negativos (2 em um grupo de 17 pacientes) neste trabalho. No entanto, os métodos consagrados de triagem, como a ultrassonografia e a mamografia também apresentam taxas de falsos negativos da mesma ordem. Assim, espera-se que a metodologia de gradientes conjugados possa vir a contribuir para tornar a análise via infravermelha uma ferramenta mais confiável em medicina.

Abstract: In the last years with the development of modern infrared cameras in the utilization of thermo image exams have been widely used in medicine. The thecnic is non invasive, does not exist ionizing radiation, is a innocous exam, painless, low cost, fast in capturing images and of wide application. Nevertheless there is some factors that may intervene in the results which are the environment temperature, the metabolism and central temperature of an individual. However in Engineering is a well established area. Due the problems detected in the state of Medicine art, it has been recognized that the contribution of Methodologies currently well estabished in engineering might come to turn Infrared images in a precise and efficient primary selection and monitoring method. This work had the general purpose the investigation and the viability of infrared images utilization for analysis, selection and monitoring of treatment of benigne breast lesion. The main topics reported in the methodology were the experimental apparatus, the definition of working groups, proposition of normalized methodology for the analysis of the area of surface temperatures in breasts, the verification of the efficiency of conjugated gradients method (that does compare rates in simetrical locations) for selection and definition of normality zones for breast thermogram. The results compared healthy breasts with benigne lesions breasts using mathematic resources for temperatures normalization and conjugated gradients method showed in this work. It has been statiscally verified that there is a significant difference between the controlled group with 32 volunteers and the 17 patients diagnosed with benigne breast lesions. The results showed that the method based in values of ? of the concerned areas was capable to identify abnormalities in the breasts of 15 out of 17 patients (88,2%). By conclusion, it has been verified the occurrence of 11,8% of false negatives (2 out of a 17 patients group) in this study. Nevertheless, the already established sorting methods such as ultrasound and the mammography also bring rates of false negatives of same nature. Therefore, it is expected that the methodology of conjugated gradients might contribute to turn infrared analysis a more reliable tool in medicine.