Estudo aponta que no caso de peles mais escuras, com maior concentração de melanina, pode haver interferência na formação da imagem usada em diagnósticos
Texto: Júlio Bernardes – Sexta, 1 de março de 2024
Desenvolvimento recente da medicina, a imagem fotoacústica é uma técnica usada no diagnóstico por imagem que combina luz e ultrassom. Nesse método, um laser é apontado para o tecido-alvo, que absorve a luz e produz ondas sonoras, captadas por um aparelho de ultrassom, que produz a imagem que será analisada pelos médicos.
Na Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da USP, uma pesquisa em colaboração com a Johns Hopkins University, nos Estados Unidos aponta que no caso de peles mais escuras, com maior concentração de melanina, pode haver interferência na formação da imagem. O estudo propõe o uso de uma técnica de reconstrução de imagens para eliminar distorções causadas pelo tom de pele.
O trabalho é descrito em artigo publicado na revista científica Photoacustics no último dia 11 de setembro. “A imagem fotoacústica é uma técnica de imagem médica que combina princípios da fotônica e da ultrassonografia”, explica ao Jornal da USP o professor Théo Pavan, do Departamento de Física da FFCLRP, orientador do doutorado de Guilherme Fernandes, onde foi realizada a pesquisa.
“Ela surgiu nos anos 2000 e os primeiros equipamentos comerciais começaram a aparecer depois de 2010”, relata. “Geralmente esses equipamentos integram sistemas de laser com equipamento tradicional de imagem de ultrassom. Por isso, os estudos clínicos ainda são muito recentes.”
Theo Pavan – Foto: Arquivo pessoal
Atualmente, existem estudos que avaliam por meio da imagem fotoacústica tumores, oxigenação sanguínea, processos inflamatórios como artrite, guia cirúrgico, entre outros diagnósticos. “Nos casos em que a luz precisa atravessar o tecido, muito pouco se sabia da influência do tom de pele na qualidade da imagem”, destaca o professor. “Nosso estudo traz algumas dessas informações, além de avaliar um método de processamento que minimiza o potencial viés na qualidade da imagem.”
Fernandes relata que a imagem fotoacústica se baseia no efeito fotoacústico, no qual um determinado alvo é iluminado com uma fonte de luz pulsada (laser, por exemplo) e, ao absorver a energia luminosa, é criada uma onda acústica. “Essa onda sonora é comumente detectada por dispositivos de ultrassom, formando assim uma imagem cujo contraste é a absorção óptica”, observa. “Ou seja, o brilho na imagem fotoacústica é proporcional ao quanto de luz o alvo foi capaz de absorver. Em pacientes com tom de pele escuro, com mais concentração de melanina, a luz que consegue penetrar no tecido é mais atenuada.”
Qualidade da imagem
“Outro problema da imagem fotoacústica é que toda essa energia luminosa absorvida na pele gera também uma onda acústica que se propaga no meio e acaba sendo espalhada em direção ao equipamento de ultrassom. A presença desse espalhamento acústico introduz uma desordem na imagem, que se sobrepõe aos sinais de interesse”, afirma o pesquisador. “Esses dois problemas dificultam a identificação de alvos específicos na imagem, como vasos sanguíneos, por exemplo.”
O objetivo do estudo foi quantificar a qualidade da imagem fotoacústica bem como o nível de desordem gerado para pessoas com diferentes tons de pele. “Além disso, nós propusemos o uso de um método de reconstrução de imagem, disponível na literatura, que é baseado na correlação espacial do sinal e avaliamos o desempenho deste método para diferentes tons de pele”, destaca Fernandes.
De forma simplificada, essa correlação espacial está relacionada à semelhança nas características dos sinais em diferentes pontos do espaço. “No caso da desordem, essa correlação é geralmente menor em comparação com o sinal dos tecidos alvos”, aponta o professor. “Desta forma, nossos resultados mostraram que, ao utilizar esse novo método de reconstrução, a qualidade da imagem fica similar para pacientes tanto com pele clara quanto com pele escura, reduzindo, portanto, o viés causado pelo tom de pele na imagem fotoacústica”, acrescenta o pesquisador.
Guilherme Fernandes faz doutorado no Grupo de Inovação em Instrumentação Médica e Ultrassom (GIIMUS) da FFCLRP, orientado pelo professor Theo Pavan. O artigo Mitigating skin tone bias in linear array in vivo photoacoustic imaging with short-lag spatial coherence beamforming foi publicado no site da revista científica Photoacoustics em 11 de setembro. A pesquisa teve a colaboração da professora Muyinatu Bell, da Johns Hopkins University (Estados Unidos).
Fonte: Jornal USP / Comparação das imagens fotoacústicas de voluntários com pele clara (a direita) e escura (a esquerda); em ambos os casos, as imagens apresentam melhor visualização da artérias quando aplicado o método de reconstrução proposto no estudo em relação ao tradicional – Imagem: Cedida pelo Pesquisador
