Experimento possibilita tomografia de mama por ultrassom, usando técnicas de engenharia

Você já imaginou conseguir fazer uma tomografia de mama sem precisar ir a consultórios de saúde? A tese de doutorado de Luis Henrique Camargo Quiroz, da Escola Politécnica (Poli), mostra que isso é possível, usando alguns programas computacionais, dispositivos que capturem ondas acústicas e equipamentos que substituam aqueles utilizados na tomografia convencional, como cubas cilíndricas com água que facilitem o deslocamento desses dispositivos. 

A pesquisa intitulada Tomografia de mama por ultrassom usando um modelo de elementos finitos teve a orientação de Raúl González Lima, professor titular do Departamento de Engenharia Mecânica da Poli. O objetivo do estudo é criar um algoritmo para a obtenção de tomografia de mama, por ultrassom, usando o Método de Elementos Finitos (MEF), que, dividindo um objeto de formato e composição complexos em formas geométricas mais simples, permite resolver as equações dos fenômenos físicos envolvendo tais objetos; no caso, a propagação de ultrassom no interior da mama.

A metodologia foi pautada em quatro passos: realizar o MEF, usando propriedades e geometria de tetraedros – escolha feita por ser uma figura sólida simples, até preencher todo o volume da mama. Esse procedimento pode ser feito através do programa Gmsh, do Linux, com uma média de 12 elementos por comprimento de onda; emitir e receber sinais acústicos, por meio de “transdutores”, que convertem os sinais elétricos em mecânicos e vice-versa; usar a leitura desses sinais para otimizar um modelo simplificado e, com este modelo devidamente ajustado, obter – ou replicar – as propriedades acústicas – no caso, a velocidade do ultrassom dentro da mama – do objeto estudado; por fim, gerar uma imagem tomográfica da mama. 

A pesquisa não utilizou pacientes humanos, mas sim um disco de 10 centímetros de diâmetro e 1 centímetro de altura, que representaria a mama da mulher dentro da cuba com água. A água vai ajudar os “transdutores” existentes ao redor da cuba a transmitir o ultrassom até a mama, pois se houvesse ar nesse espaço, o ultrassom seria perdido. Os sinais de ultrassom lidos por todos os “trandutores”, após cada um deles ter emitido um sinal, será analisado pelo programa, e então as velocidades do som em cada região da mama identificadas. Como cada material tem uma velocidade diferente para a propagação do ultrassom, onde houver velocidades mais altas que os valores da mama sadia, pode se identificar um tumor.

Depois que os “transdutores” capturam o ultrassom, após percorrer a mama e água, usa-se amplificadores, já que o sinal elétrico que sai desses dispositivos é muito fraco. O pesquisador explica isso com o seguinte exemplo: “Para entender, pense num microfone, que também é um ‘transdutor’, e também vai capturar a vibração das ondas sonoras e converter num sinal elétrico (porém fraco). Esse sinal  precisa ser amplificado para poder usar em gravação de disco ou alto-falante”, diz Quiroz.

“Trata-se de uma simulação de como seria um exame de ultrassom da mama. Nós fazemos a simulação porque não temos dados de laboratório, nem aparelhos para fazer experimentos. Então é tudo simulado computacionalmente”, explica Quiroz. Apesar disso, o pesquisador acredita que esse experimento possa ser feito com pessoas.