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Visita do Prof. Toshiyuki Gotoh ao Laboratório de Geometria Computacional da EPUSP

Processo: 09/06242-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Internacional
Vigência: 22 de agosto de 2009 - 11 de setembro de 2009
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
Pesquisador responsável:Marcos de Sales Guerra Tsuzuki
Beneficiário:Marcos de Sales Guerra Tsuzuki
Pesquisador visitante: Toshiyuki Gotoh
Inst. do pesquisador visitante: Yokohama National University, Japão
Instituição-sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Ressonância magnética  Imagem por ressonância magnética  Pulmão 

Resumo

Até o momento, o pulmão em movimento ainda não foi observado, direta ou indiretamente. Estamos desenvolvendo, um sistema computacional que, a partir de diversas sequências de imagens temporais (coronais e sagitais) obtidas por ressonância magnética, cria o modelo animado do pulmão. Imagens coronais são imagens obtidas pela frente ou pelas costas, onde os dois pulmões estão visíveis, e as imagens sagitais são imagens laterais onde apenas um dos pulmões está visível. Ou seja, as duas imagens são ortogonais entre si. A eficácia dos tratamentos atuais de pacientes com dificuldade respiratória é restrita, em razão das fortes limitações da observação indireta, pois até o presente momento a movimentação pulmonar não pode ser observada. Entretanto, uma vez que este projeto torne possível observar o movimento pulmonar, a comunidade médica e científica disporá de um mecanismo para compreender de modo mais direto o efeito de tratamentos médicos. A consequência direta será que o número atual de casos de estudo poderá ser reduzido, uma vez que uma relação mais direta entre causa e efeito (ou seja, o tratamento do pulmão e a sua eficácia) pode ser relacionada. A única possibilidade de observação do movimento pulmonar é por meios indiretos: tomografia computadorizada e ressonância magnética. A tomografia computadorizada realiza aquisições de imagens tridimensionais rápidas e com qualidade, entretanto a radiação inerente impede que o movimento pulmonar seja observado por este tipo de aquisição. No momento, com a tecnologia existente atualmente, resta apenas a ressonância magnética. Entretanto, a ressonância magnética não permite obter imagens tridimensionais como a tomografia computadorizada. Pela ressonância magnética é possível obter sequências temporais de imagens bidimensionais. A imagem da ressonância magnética é obtida pela polarização dos átomos de hidrogênio; entretanto, como o sangue possui diversos átomos de hidrogênio e ele é movimentado pelo coração. Consequentemente as imagens do tórax obtidas por ressonância magnética ficam comprometidas quando o coração estiver atuando. Como o objetivo é obter a visualização do movimento pulmonar, será necessário conviver com esta dificuldade. Uma outra dificuldade reside no fato que o ser humano não repete o seu movimento respiratório periodicamente, variando em intensidade e frequência. As diversas sequências de imagens temporais adquiridas certamente possuem movimentação pulmonar com amplitude e frequência distintas. Já acumulamos três anos de experiência em técnicas que permitirão contornar as dificuldades acima. As atividades foram desenvolvidas em conjunto com o grupo de pesquisa dos Prof. Dr. Toshiyuki Gotoh e Prof. Dr. Seiichiro Kagei. Foram desenvolvidos protótipos parciais, um para cada uma das etapas do desenvolvimento: determinação da silhueta bidimensional do pulmão no tempo para uma determinada sequência de imagens. A visita será de caráter técnico, sendo que serão visitados apenas dois lugares: o Laboratório de Geometria Computacional do Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo e o Laboratório de Investigação Médica LIM-09 - Pneumologia Experimental da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. O principal objetivo desta visita será inicialmente apresentar os avanços realizados por cada uma das equipes em um nível bem mais aprofundado. Isto deve ser feito por meio de apresentações e discussões. Em seguida, será discutido como podemos integrar todos os resultados obtidos no sentido de desenvolver um sistema de visualização tridimensional do pulmão em movimento (pacientes doentes e sadios). A partir da compreensão sobre como os conhecimentos podem ser integrados, iniciaremos uma divisão de atividades para serem realizados por cada uma das equipes. (AU)