Proposta de redução da dose na mamografia digital pela filtragem de ruído quântico utilizando técnicas avançadas de processamento de imagens

• Processo: 13/18915-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2014
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2016
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Engenharia Médica
• Pesquisador responsável: Marcelo Andrade da Costa Vieira
• Beneficiário: Marcelo Andrade da Costa Vieira
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Andrew Douglas Arnold Maidment ; Homero Schiabel ; Nelson Delfino d'Ávila Mascarenhas ; Predrag Bakic
• Assunto(s): Processamento de imagens Imagem digital Neoplasias mamárias Mamografia Exposição a radiação Ruído quântico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Câncer de mama | doses de radiação | Filtragem de ruído em imagens | Mamografia digital | Processamento de imagens | Ruído Quântico | Imagens Médicas

Resumo

O exame mais indicado para o rastreamento do câncer de mama em mulheres acima dos 40 anos é a mamografia digital por raios-X. No entanto, a exposição à radiação causada pelo exame pode acabar induzindo o aparecimento do câncer nas mulheres radiografadas, fato que tem gerado uma série de discussões acerca dos riscos e benefícios do rastreamento. A redução nas doses de radiação dos exames mamográficos é um dos grandes interesses na área médica atualmente, principalmente devido ao grande número de mulheres, em todo o mundo, que realizam esses exames anualmente visando à detecção precoce da doença. Por outro lado, a dose de radiação influencia diretamente a qualidade da mamografia e, consequentemente, o desempenho dos radiologistas. Uma diminuição nas doses de radiação levaria a um aumento no ruído da imagem, o que poderia comprometer significativamente a qualidade e a eficiência do exame mamográfico. Estudos recentes mostraram que o ruído exerce maior influência do que a resolução espacial na detecção e classificação de lesões mamárias pelos radiologistas. O presente projeto de pesquisa se insere exatamente nesse contexto. Técnicas de processamento de imagens para filtragem de ruído podem ser uma solução para o problema de redução da dose de radiação na mamografia, pois poderiam filtrar o ruído quântico que seria incorporado na imagem se a dose de radiação for reduzida, fazendo com que a qualidade da imagem não seja comprometida. Dessa forma, o objetivo desse trabalho é estudar como as técnicas de filtragem de ruído poderiam ser adaptadas para a filtragem do ruído quântico incorporado na imagem mamográfica e como isso auxiliará na redução das doses de radiação do exame. A proposta é que sejam utilizados diversos parâmetros de qualidade de imagem para determinar os percentuais de redução de dose que, combinados com técnicas de filtragem de ruído quântico, poderiam ser aplicados na mamografia de modo que as imagens resultantes possuam a mesma qualidade daquelas adquiridas com a dose total de radiação. O projeto será desenvolvido com a colaboração da Faculdade de Medicina da University of Pennsylvania, que viabilizará o uso dos phantoms antropomórficos mamográficos reais e sintéticos desenvolvidos por eles na etapa de avaliação pré-clínica dos métodos de filtragem de ruído e dos percentuais de redução de dose. A avaliação clínica da proposta será realizada utilizando imagens mamográficas disponíveis em nosso banco de imagens e também provenientes de exames clínicos do Hospital da University of Pennsylvania. (AU)

Publicações científicas

(5)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

BORGES, LUCAS R.; DE OLIVEIRA, HELDER C. R.; NUNES, POLYANA F.; BAKIC, PREDRAG R.; MAIDMENT, ANDREW D. A.; VIEIRA, MARCELO A. C.. Method for simulating dose reduction in digital mammography using the Anscombe transformation. Medical Physics, v. 43, n. 6, 1, JUN 2016. (13/18915-5)

BORGES, LUCAS RODRIGUES; DA COSTA VIEIRA, MARCELO ANDRADE; FOI, ALESSANDRO. Unbiased Injection of Signal-Dependent Noise in Variance-Stabilized Range. IEEE SIGNAL PROCESSING LETTERS, v. 23, n. 10, p. 1494-1498, OCT 2016. (13/18915-5)

BORGES, LUCAS R.; AZZARI, LUCIO; BAKIC, PREDRAG R.; MAIDMENT, ANDREW D. A.; VIEIRA, MARCELO A. C.; FOI, ALESSANDRO. Restoration of low-dose digital breast tomosynthesis. MEASUREMENT SCIENCE & TECHNOLOGY, v. 29, n. 6, JUN 2018. (16/25750-0, 13/18915-5)

BINDILATTI, ANDRE A.; VIEIRA, MARCELO A. C.; MASCARENHAS, NELSON D. A.. Poisson Wiener filtering with non-local weighted parameter estimation using stochastic distances. Signal Processing, v. 144, p. 68-76, MAR 2018. (13/18915-5)

BORGES, LUCAS R.; DE OLIVEIRA, HELDER C. R.; NUNES, POLYANA F.; BAKIC, PREDRAG R.; MAIDMENT, ANDREW D. A.; VIEIRA, MARCELO A. C.. Method for simulating dose reduction in digital mammography using the Anscombe transformation. Medical Physics, v. 43, n. 6, p. 11-pg., 2016-06-01. (13/18915-5)