» Metode si tehnici neinvazive cu microunde pentru detectia timpurie a cancerului de sân – CANCERDET
|
Număr contract: CEEX – 20 / 2005
Titlu: "Metode si tehnici neinvazive cu microunde pentru detectia timpurie a cancerului de sân – CANCERDET" (Noninvasive methods and techniques with microwaves for early breast cancer detection)
Proiect finanțat din programe naționale.
Perioada de implementare 2005 - 2008
Parteneri:
- Universitatea de Medicină și Farmacie "Gr. T. Popa", Facultatea de Bioinginerie Medicală, Iași, România
- Universitatea "Al. I. Cuza", Facultatea de Fizică, Iaşi, România
- Institutul de Informatică, Academia Română – filiala Iaşi
- Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"din Iasi, România
- Institutul Național de Inventică, Iași, România.
Descriere: :
Proiectul îşi propune o îmbunătățire a eficienței diagnosticului cancerului și a metodelor neinvazive în diagnosticul cancerului de sân, prezentând avantaje incontestabile, înregistrând măsurătorile radiometrice ale emisiei de microunde ale corpului uman. În acest fel se evită expunerea repetată la radiații invazive.
IIT-ARFI a participat la realizarea şi experimentarea unui model funcţional de laborator al radiometrului şi la realizarea unui software inteligent pentru harta câmpului radiat (BCT)
Software-ul BCT a fost scris în limbaj Visual C++, si permite ilustrarea, trasarea, hărţii câmpului radiat. Avantajul metodei radiometrice în domeniul microundelor constă în depistarea existenţei unor procese inflamatorii sau maligne, în profunzime, înainte ca acestea să fie puse în evidenţă prin mamografii sau biopsii. Faţă de rezultatele obţinute prin metodele clasice, rezultatele obţinute prin radiometria cu microunde sunt precoce, pot detecta mai timpuriu apariţia unor zone cu structuri modificate, comparativ cu metodele tradiţionale de măsurare invazivă, care sunt scumpe şi nu se pot repeta foarte des datorită efectelor secundare. Metoda este complet neinvazivă şi poate fi repetatã oricât de des pentru a detecta rata de creştere a nodulului sau a formaţiunii atipice identificate. Dacă imaginile în infraroşu pot da preponderent indicaţii asupra unor aspecte termice de suprafaţă, la nivelul tegumentelor, imaginile obţinute în cadrul proiectului, în domeniul microundelor, pe baza temperaturilor detectate cu radiometrul dedicat special masurării emisiei corporale în domeniul microundelor, dau indicaţii despre fenomene termice care se petrec în profunzime, la câţiva centimetri sub suprafaţa pielii, în cazul în care acolo există ţesut tumoral, malign sau prezentând procese inflamatorii. Termografiile realizate cu o camera în infraroşu FLIR ThermaCAM™ B2 cu rezoluţia de 0.1°Celsius, pot fi utilizate ca reper, pentru comparaţii, şi ca element de "întărire" (reinforcing) a certitudinii deciziei medicale. Softul realizat de echipa noastră pentru acest proiect, utilizând datele culese prin radiometrie, de profunzime, mai precise, mai relevante, mai de "încredere" pentru diagnoza medical, deschide drumul unui nou tip de imaginistică şi anume imagistică medicală în microunde pentru diagnoză precoce neinvazivă. Prin softul realizat, Breast Cancer Thermography Analysis, BCT - Analysis, se poate vedea exact diferenţa de temperatură între partea stângă şi partea dreaptă, deci indicaţia directă despre tesutul aflat în interiorul sânului, element relevant pentru diagnoza unor maladii care implică dezvoltarea unor ţesuturi cu stuctură modificată. Faptul că metoda este neinvaziva permite posibilitatea repetării analizelor la intervale de timp scurt şi în felul acesta poate pune în evidenţă elemente legate de rata de creştere a unui eventual nodul (sau de rata de diminuare, de descreştere, în cazul efectuãrii unui tratament). Softul realizat permite alcătuirea unei baze de date cu rol în posibila implementare ulterioară a unui studiu de predicţie şi diagnoză, prin memorarea periodică a analizelor şi a procedurilor de diagnosticare anterioare.
Analiza modalităților de implementare a unui software inteligent pentru harta câmpului radiat de sân:
- Proiectarea unei hărți de afișare optime (cu o rutină de achiziție adecvată) pentru semnalele măsurate în domeniul microundelor, pentru a constitui o imagine de contrast pentru țesutul normal/anormal.
- Descrierea modalității de transpunere a semnalelor radiometrice dobândite, în imagini care ar putea constitui o bază de imagine pentru diagnosticul medical ulterioară.
În software-ul pe care l-am proiectat, fiecare pacient este înregistrat cu anamneza sa, pentru a face posibilă diagnosticarea și urmărirea ulterioară a tratamentului sau a dinamicii creșterii/scăderii tumorii. Instalația realizată la Universitatea de Medicină și Farmacie cuprinde și o cameră cu infraroșu. Termografia în infraroșu și măsurătorile cu microunde (cu radiometrul special) pot fi înregistrate cu precizie într-o cameră cu ecran magnetic.
S-a observat că înregistrările simetrice ale temperaturii corespund unei situații normale de sănătate, în timp ce radiațiile cu microunde asimetrice ale corpului/sânului, în general, pot fi însoțite de procese anormale sau chiar maligne. Examenele histologice vor completa rezultatele preliminare, acolo unde este cazul.
Softul de imagistică medicală pentru radiaţia in domeniul microundelor facilitează reprezentarea grafică a rezultatelor măsurătorilor (în diferite puncte), afișată cu ajutorul unei aplicații software pe care am numit-o BCT_Analysis (Breast Cancer Thermography Analysis) pe care am proiectat-o. Aplicația BCT_Analysis permite afișarea hărții de temperatură pentru zona studiată, dar și anamneza și înregistrarea pacientului, structurând o bază de date cu indici importanți ai istoricului bolii și o bază de date de imagini pentru a fi comparate în continuare, în timpul diagnosticării și tratamentului. În programul BCT_Analysis, măsurarea temperaturii poate fi realizată în două moduri:
- printr-o poziționare fixă a unui număr dat de puncte de măsurare, sau
- prin poziţionarea variabilă a punctelor de măsurare.
În al doilea caz, trebuie făcută o corelație cu poziția reală a corpului uman care este examinat; prin urmare, trebuie stabilit un sistem de referință.
În procesul de achiziție a fost introdusă o imagine raster, pentru a fi suprapusă imaginii foto.
Imaginea are în mod normal un anumit grad de simetrie (estimată sau calculată), deoarece oamenii nu au forme complet simetrice (este important, deoarece asimetria influențează probabilitatea asociată diagnosticării).
Software-ul înregistrează anamneza pacientului împreună cu achiziția imaginii cu microunde, realizând o interfață flexibilă, "user friendly", utilă în exploatarea bazei de date a pacienților.
Pentru cercetări ulterioare, o anchetă oncologică sistematică a pacienților va permite formalizarea parametrilor și construirea bazelor de reguli a unui sistem de sprijin decizional semisupravegheat, ajutând atât pacienții, cât și medicii.
Publicatii:
» M. Costin, F. Rotaru, C. Stafanescu, O. Baltag, D. Costandache, 3D Breast Shape Reconstruction for a Non-Invasive Early Cancer Diagnosis System, 2nd IEEE-SOFA, International Workshop on Soft Computing Applications, 21-23 August, Gyula-Oradea, 2007 (indexed ISI Knowledge, SCOPUS, IEEE),
» M. Costin, O. Baltag, D. Constandache, C. Stefanescu, Data Flow Chart in a Non-Invasive Breast Cancer Diagnosis System, 2nd IEEE-SOFA, International Workshop on Soft Computing Applications, 21-23 August, Gyula-Oradea, 2007 (indexed ISI Knowledge, SCOPUS, IEEE),
» M. Costin, O. Baltag, A. Ciobanu, C. Stefanescu, D. Costandache, Improving non-invasive monitoring in medical care, the 5th IEEE International Conference on Computational Cybernetics, ICCC’07, Oct. 2007, Gammarth, Tunisia, Proceedings ICCC’07, pag. 179-184, IEEE Catalog Number: 07EX1750C, ISBN: 1-4244-1146-7, (indexed ISI Knowledge, SCOPUS, IEEE),
» M. Costin, O. Baltag, Medical Image Processing Useful Tool in Cancer Diagnosis WSEAS, ACS’07, Venice, Italy, November 2007, (indexata BDI), Proceedings of 7th WSEAS International Conference on Applied Computer Science pp. 282-287, September 2006, ISBN: 978-960-6766-15-2, ISSN: 1790-5117, (indexed ISI Knowledge)
» M. Costin, O Baltag, C. Stefanescu, A. Ciobanu, S. Bejinariu, Microwave Medical Imaging in a Non-Invasive Breast Cancer Diagnosis System WSEAS, ACS’07, Venice, Italy, November 2007, Proceedings of 7th WSEAS International Conference on Applied Computer Science pp. 288-293, September 2006, ISBN: 978-960-6766-15-2, ISSN: 1790-5117, (indexed ISI Knowledge)
» M. Costin, O. Baltag, A. Ignat, C. Ştefănescu, F. Rotaru, Epipolar Geometry in a Non-Invasive Breast Cancer Diagnosis System, in Proceedings of 9th International Symposium on Automatic Control and Computer Science, SACCS 2007, Iaşi, Romania, November 16 - 18, 2007, ISSN 1843-665-X.
» O. Baltag, M.Costin, C. Ştefănescu, A. Ciobanu, S. Bejinariu, D. Costandache, Installation for a Microwave Non-Invasive Breast Cancer Diagnosis System. EHB Workshop on E-Health and Bioengineering, Iasi, Romania, 2007. |
|
