Avanços no diagnóstico por imagem médica que transformaram a assistência médica

Há pouco mais de cem anos, o advento dos raios-X foi considerado um salto significativo no diagnóstico médico. Ao longo do último século, a radiografia simples expandiu-se para um campo especializado - diagnóstico por imagem médica. Os raios-X foram aproveitados usando melhor tecnologia por meio de tomografias digitalizadas e novas técnicas de diagnóstico por imagem médica, como ressonância magnética e ultrassom, surgiram. As modalidades de imagens médicas continuam a evoluir e se aperfeiçoar. À medida que o processo de imagem real progride, há uma melhoria paralela e igualmente importante no manuseio de imagens médicas e no fluxo de trabalho associado. Neste artigo, ampliamos os avanços mais importantes no diagnóstico médico por imagem que transformaram a maneira como os médicos examinam e tratam os pacientes.

O padrão DICOM

A imagem médica é usada principalmente para diagnosticar doenças e monitorar seu progresso. É essencial que as imagens produzidas sejam da mais alta qualidade, uma vez que influenciam diretamente os resultados dos pacientes. Para manter a qualidade, um conjunto de padrões para imagens médicas foi desenvolvido em conjunto pela American Society of Radiology e pela National Electrical Manufacturers Association. É referido como os padrões DICOM, que significa Digital Imaging and Communications in Medicine. As imagens produzidas por todo o hardware de imagens médicas devem estar em conformidade com as características descritas nesta norma. Além disso, há um formato específico disponível para armazenar e compartilhar imagens médicas — conhecido como formato DICOM.

Todos os equipamentos de imagens médicas fabricados hoje devem estar em conformidade com os padrões DICOM. A visualização das imagens assim produzidas não pode ser feita por programas de imagem comuns disponíveis em um PC comum. É necessário um programa especial de diagnóstico por imagem médica, conhecido como estação de trabalho DICOM. Para uso comercial em diagnóstico médico, esses programas de diagnóstico por imagem médica precisam ser aprovados pela FDA e precisam de uma licença especial. Essas medidas garantem que qualquer aplicativo desenvolvido para fins clínicos seja capaz de representar com precisão imagens médicas de alta qualidade.

Arquivamento PACS

Com a chegada do diagnóstico médico digitalizado por imagem, a necessidade de desenvolver filmes de raios-X diminuiu acentuadamente. No entanto, as imagens digitais ainda estão sendo convertidas em 'filmes' com o auxílio de impressoras. Os filmes de imagem requerem armazenamento adequado nas condições certas para evitar danos ao longo do tempo. A recuperação dessas imagens do armazenamento pode ser um processo demorado e requer pessoal dedicado para manutenção de registros.

PACS, que significa Sistema de Arquivamento e Comunicação de Imagens, elimina a necessidade de armazenamento físico e recuperação de filmes. É basicamente uma plataforma para o armazenamento virtual e recuperação de imagens médicas. O PACS possibilita lidar com enormes volumes de dados relacionados a imagens médicas. Qualquer computador conectado a um servidor PACS específico é capaz de recuperar imagens DICOM e visualizá-las e até modificá-las. A inovação mais recente foi a introdução do PACS baseado em nuvem, onde, em vez de armazenamento local, o PACS é hospedado na internet e qualquer usuário conectado à Internet, com as credenciais certas, pode acessar as imagens.

O PACS não apenas simplificou o armazenamento e a recuperação, mas também tornou a telerradiologia uma realidade. Hoje, os radiologistas não precisam estar presentes na mesma área em que as imagens estão sendo adquiridas. Eles podem visualizar imagens de diferentes localizações geográficas e fornecer sua opinião de especialistas. Por meio da telerradiologia, um único radiologista pode gerar relatórios para imagens provenientes de vários hospitais. Isso economiza tempo e recursos preciosos e ajuda a reduzir os custos de saúde.

Imagem em tempo real

Com o desaparecimento da necessidade de desenvolvimento ou impressão de filmes, o processo de fluxo de trabalho para aquisição e visualização de imagens médicas melhorou. A imagem em tempo real é um conceito em que não há intervalo de tempo entre a aquisição de imagens do paciente e sua visualização pelo médico. Os radiologistas podem literalmente visualizar imagens enquanto o paciente ainda está dentro do scanner.

A interpretação mais rápida das imagens médicas diagnósticas leva ao diagnóstico imediato, o que, por sua vez, permite uma intervenção médica rápida. O diagnóstico médico por imagem em tempo real desempenha um papel significativo em emergências. Por exemplo, em pacientes traumatizados, a lesão intra-abdominal foi previamente determinada por laparoscopia diagnóstica ou lavagem peritoneal, ambos procedimentos invasivos. Hoje, no entanto, o padrão de atendimento é usar o FAST (Focused Abdominal Sonography in Trauma), que usa um ultrassom em tempo real para determinar rapidamente se um paciente sofreu ou não uma lesão intra-abdominal. A ultrassonografia em tempo real também é usada para monitorar a saúde do feto no útero e avaliar os parâmetros de crescimento.

Imagem funcional

A maioria dos sistemas de diagnóstico por imagem médica é projetada para diagnosticar anormalidades anatômicas ou estruturais. A imagem diagnóstica médica moderna, além disso, também pode avaliar anormalidades na função de tecidos e órgãos. Isso inclui a detecção de anormalidades em processos fisiológicos, como metabolismo e fluxo sanguíneo. A imagem funcional é amplamente obtida por meio da medicina nuclear. A medicina nuclear é uma especialidade da radiologia que envolve a injeção de moléculas que são “marcadas” radioativamente no corpo. Essas moléculas radioativas podem ser preferencialmente absorvidas por órgãos específicos para vários processos fisiológicos. Após a captação, os órgãos podem emitir radiação, que é captada por scanners externos como “pontos quentes”. Por exemplo, a tomografia por emissão de pósitrons (PET) reflete a captação de glicose radiomarcada pelas células. As células que aumentaram a atividade metabólica, em particular as células cancerosas, tendem a absorver mais glicose. Essa técnica é, portanto, usada para identificar áreas de metástase dentro do corpo. Outra técnica de imagem funcional é o uso de exames de tireoide, que são usados para detectar hipertireoidismo. Essas varreduras dependem da absorção de iodo radioativo pelas células da tireóide.

A maioria das técnicas de imagem funcional, quando usadas isoladamente, pode ser difícil de interpretar. Isso ocorre porque, embora detectem áreas de atividade fisiológica anormal, pode ser difícil orientar essas áreas anatomicamente. Isso pode ser superado por uma técnica chamada fusão de imagens. Os modernos programas de diagnóstico por imagem médica permitem a fusão de duas ou mais técnicas de diagnóstico. Por exemplo, a fusão de uma PET com uma tomografia computadorizada pode ajudar a identificar se há ou não metástase, e também pode identificar com precisão as zonas anatômicas nas quais a metástase ocorreu.

Técnicas de pós-processamento

As técnicas de pós-processamento referem-se a intervenções aplicadas a imagens médicas diagnósticas após as imagens terem sido adquiridas do paciente. As técnicas de pós-processamento geralmente são feitas usando um programa avançado de diagnóstico por imagem médica. Eles fornecem ao radiologista informações que não estão disponíveis apenas olhando as imagens originais. Algumas das técnicas de pós-processamento mais úteis usadas no diagnóstico médico por imagem são as seguintes:

• Reconstrução 3D: Uma desvantagem crítica da imagem de diagnóstico médico é que ela é de natureza bidimensional. No entanto, a tecnologia recente permite que as imagens sejam vistas como objetos tridimensionais, pegando várias fatias de imagem e empilhando-as juntas. Isso permite uma melhor orientação anatômica e é mais fácil de interpretar. Também ajuda a entender a relação entre várias estruturas. Outra forma de reconstrução 3D é a reconstrução multiplanar. Nisso, o radiologista pode pegar o objeto 3D, girá-lo à vontade e cortar em qualquer ângulo, diferente das fatias originalmente adquiridas. Essas técnicas ajudam o radiologista a visualizar virtualmente a estrutura anatômica como se estivesse segurando e cortando fisicamente, dando-lhes um nível de precisão incomparável.

• Projeções de intensidade: Isso se baseia na premissa de que diferentes estruturas dentro do corpo absorverão e refletirão diferentes quantidades de radiação, o que seria refletido em seus números de TC. Nas projeções de intensidade máxima (MIP), somente as regiões que têm os maiores números de CT são exibidas. A PImáx é mais útil na angiografia por TC, onde ajuda a distinguir grandes vasos sanguíneos de outras estruturas anatômicas. Nas projeções de intensidade mínima (MINIP), somente as regiões que têm os menores números de CT são exibidas. O MINIP é extremamente útil em doenças do parênquima pulmonar, que se apresentam como valores de TC hipoatenuados. Por exemplo, em pacientes com bronquiolite obstrutiva constritiva, as alterações na TC são extremamente sutis. O uso do MINIP pode tornar essas alterações mais visíveis.

Algumas tecnologias disruptivas para o futuro da geração de imagens médicas

Inteligência Artificial

A inteligência artificial (IA) é uma frente empolgante que está lentamente fazendo incursões em imagens de diagnóstico médico. Inteligência artificial é a capacidade das máquinas de tomar decisões cognitivas, como aprendizado e resolução de problemas. Ao alimentar os computadores com algoritmos de aprendizado profundo, eles podem aprender a distinguir entre vários padrões digitais e, assim, ajudar no diagnóstico. Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Stanford, por exemplo, desenvolveu esse algoritmo para radiografias de tórax. Os pesquisadores afirmam que, ao usar esse algoritmo, os computadores podem reconhecer a presença ou ausência de pneumonia melhor do que os radiologistas. Enquanto isso, a equipe de radiologia da UCSF está em parceria com a GE para desenvolver uma série de algoritmos que podem ajudar a distinguir entre radiografias de tórax normais e anormais. Outro aplicativo médico, chamado Viz, ajuda a rastrear várias imagens em vários bancos de dados de hospitais para obstruções de grandes vasos (LVO), que são indicativas de acidente vascular cerebral iminente. Se um LVO for detectado, o software pode alertar o especialista em AVC e o médico de cuidados primários do paciente para garantir que o paciente receba tratamento imediato.

Integração de sistemas de imagem

Enquanto o PACS armazena imagens médicas, outras informações médicas são armazenadas em sistemas diferentes. Por exemplo, os sistemas de informação de saúde (HIS) armazenam informações relacionadas ao histórico médico do paciente, detalhes clínicos e investigações laboratoriais. Os sistemas de informação de radiologia (RIS) gerenciam dados de imagem além das imagens reais, como referências, requisições, detalhes de cobrança e interpretações. Todos esses sistemas de informação são separados uns dos outros. No entanto, ao lidar com um paciente, o médico geralmente deve ter todos esses detalhes juntos à mão para fazer um diagnóstico e planejar o tratamento. A integração de todos os sistemas de informação em um único prontuário médico que pode ser acessado por meio de um único servidor pode ajudar a simplificar o fluxo de trabalho e melhorar a precisão e o rendimento.

Quais são os desafios à medida que o diagnóstico por imagem médico continua a evoluir?

• Custos crescentes de saúde: à medida que o diagnóstico por imagem médica continua avançando, cada novo desenvolvimento tem um custo. O custo da tecnologia em si, o custo da pesquisa e o custo da implementação são finalmente refletidos como um parâmetro - o aumento do custo dos cuidados de saúde para o paciente. Talvez seja por isso que os países em desenvolvimento ainda confiam em imagens manuais de raios-X e filmes desenvolvidos manualmente para o diagnóstico de doenças básicas, e reservam técnicas avançadas de imagem para condições de saúde mais complexas. Ainda assim, se todos quiserem se beneficiar dos avanços no diagnóstico por imagem médica, esforços devem ser feitos para manter o custo das novas tecnologias médicas em níveis acessíveis.

• Proteção dos dados e da privacidade do paciente: Como as imagens médicas de diagnóstico dependem mais fortemente de tecnologias baseadas na Web, as informações do paciente são carregadas e armazenadas on-line. Existe alguma proteção básica em vigor, em que apenas contas de usuário específicas que são de propriedade de médicos e hospitais podem acessar os servidores PACS. Quando as imagens são exportadas para fins de ensino ou pesquisa, existe a opção de anonimizar dados que podem ser usados para identificar pacientes. Mesmo assim, tem havido preocupações com a violação de dados e a perda da privacidade do paciente. Há um requisito urgente de medidas políticas a serem tomadas que garantam a proteção dos dados de imagens médicas nos servidores PACS.

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