Estimativa da elasticidade baseada em imagens médicas por ultrassom

• Processo: 10/18285-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de junho de 2011 - 30 de novembro de 2013
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Engenharia Médica
• Pesquisador responsável: Sergio Shiguemi Furuie
• Beneficiário: Sergio Shiguemi Furuie
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Processamento de imagens Técnicas de imagem por elasticidade Ultrassom Ferimentos e lesões
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Deformação | Elastografia | lesão | quantificação | ultrassom | Processamento de Imagens Médicas

Resumo

As imagens médicas fornecem informações sobre a interação de fenômenos físicos, como o raio-X, com os tecidos e órgãos. A partir destas interações, procura-se inferir a composição do material, bem como as propriedades físicas e fisiológicas das células, tecidos e estruturas. Uma característica importante, do ponto de vista clínico, é a rigidez de parte de um órgão, por exemplo, dos rins, tradicionalmente investigado por meio de apalpação. Por outro lado, a pouca rigidez é um indicativo da vulnerabilidade de placas coronarianas. Neste projeto, pretendemos investigar a elasticidade das estruturas (elastografia) e seus componentes por meio de imagens dinâmicas de Ultrassom. Para tanto, é necessária uma sequência temporal de imagens da mesma região em momentos distintos de pressão. Utilizaremos o Ultrassom, pois é uma modalidade de relativo baixo custo, alta resolução temporal e alta disponibilidade. Pretendemos explorar a riqueza de informações espaciais e temporais presentes nas imagens convencionais para caracterizá-las objetivamente. A metodologia proposta consiste dos seguintes passos: a) investigação aprofundada em simulações numéricas com deformação e ruído realísticos de imagens ultrassônicas 2D e 3D dinâmicas; b) estimativa dos deslocamentos e deformações baseada apenas em imagens; c) estimativa da elasticidade para a região de interesse. A elastografia proposta na literatura é baseada em imagens obtidas pela amostragem em alta resolução espacial, de modo a preservar o caráter ondulatório dos sinais de RF, implicando em hardware específico. Pretendemos investigar a elastografia utilizando imagens convencionais baseadas em envelope e os seus limites, além de propor novas abordagens na estimativa das deformações baseadas no rastreamento de assinaturas. A avaliação da metodologia proposta será realizada em duas fases. Primeiramente, por meio de simulação numérica, na qual simularemos as estruturas e lesões com contração sob diferentes pressões. Geraremos as imagens correspondentes com deformação e ruído speckle realísticos e compararemos os resultados obtidos pela abordagem proposta com os valores esperados. Na segunda fase, utilizaremos imagens reais in vitro.As inovações e potenciais contribuições estão focadas em: a) ambiente para explorar imagens dinâmicas convencionais e de RF em Ultrassonografia; b) propostas alternativas para a estimação das deformações e deslocamentos; c) quantificação e classificação de lesões em tecidos e órgãos. (AU)