Tecnologia de imagens médicas hoje e para onde ela está indo

Quando você ouve o termo “imagens médicas”, a primeira imagem que vem à mente é a de uma radiografia, ou um raio-X, como é mais comumente conhecido. Embora as radiografias sejam o método mais antigo e ainda o mais frequentemente empregado de imagens médicas, há muito mais neste campo da ciência intrigante e inovador hoje. Neste artigo, tentamos revisar o estado atual das coisas e os mais recentes avanços na tecnologia de imagens médicas, bem como delinear áreas onde grandes avanços são esperados em um futuro não muito distante.

O termo “tecnologia de imagem médica” tem uma definição ampla e abrange qualquer técnica que ajude os profissionais médicos a visualizar o interior do corpo ou áreas que não são visíveis a olho nu. A visualização dessas estruturas pode auxiliar no diagnóstico da doença, no planejamento do tratamento, na execução do tratamento, como por meio de intervenção guiada por imagem e monitoramento e vigilância.

O vasto escopo do diagnóstico médico por imagem - o que isso implica

Hoje, a imagem médica é essencial para o diagnóstico e tratamento da doença. A forma mais antiga de diagnóstico por imagem médica foi a unidade de raios-X, introduzida por Roentgen em 1895. Desde então, a imagem radiográfica percorreu um longo caminho e os raios-X tradicionais estão sendo substituídos rapidamente pela tomografia computadorizada (TC), que combina o poder do processamento do computador com a imagem de raios-X. Os tomógrafos capturam imagens em três planos diferentes. A própria tecnologia CT passou por refinamento ao longo dos anos. A espessura das fatias da imagem foi reduzida e a TC espiral chegou, o que reduz drasticamente o tempo de aquisição da imagem.

A ressonância magnética (MRI) surgiu no final do século XX, numa época em que as preocupações com a exposição à radiação durante a imagiologia médica estavam no auge. Este sistema de imagem usa campos magnéticos naturais para adquirir imagens das estruturas internas do corpo. Embora inicialmente a ressonância magnética tivesse uso diagnóstico limitado, melhorias no equipamento permitiram que ele se tornasse a modalidade de imagem de escolha para tecidos moles e estruturas vasculares. As máquinas de ressonância magnética mais recentes são dispositivos compactos e abertos que não fazem mais os pacientes se sentirem claustrofóbicos.

A ultrassonografia é outra modalidade de imagem que não emprega radiação. Ele usa ondas sonoras refletidas para pintar uma imagem dos órgãos internos. Uma grande vantagem do ultrassom é sua portabilidade. Ele ganhou ampla aplicação médica, como exames à beira do leito, estudo de estruturas vasculares e obstetrícia para avaliação da saúde fetal.

Outras técnicas avançadas de imagem médica aproveitaram o poder dos radioisótopos nucleares. A tomografia por emissão de pósitrons (PET) permite que moléculas radiomarcadas, como a glicose, sejam absorvidas pelos tecidos do corpo. Eles são então detectados por sensores e sua distribuição fornece pistas para o diagnóstico. A introdução de meios de contraste levou a imagens específicas do local, como a angiografia por TC. O material radiomarcado é injetado na corrente sanguínea e as estruturas vasculares podem ser facilmente visualizadas. Isso ajuda na identificação de anomalias vasculares e sangramentos. As moléculas radiomarcadas também podem ser absorvidas por certos tecidos, o que ajuda a reduzir o diagnóstico. Por exemplo, o tecnécio-99 é usado na varredura óssea e o iodo-131 é usado para estudar o tecido tireoidiano. Muitas vezes, duas ou mais das técnicas de imagem acima são combinadas para dar ao médico uma ideia definitiva do que está acontecendo no corpo do paciente.

Como a tecnologia de imagens médicas progrediu ao longo dos anos

A tecnologia de imagens médicas progrediu aos trancos e barrancos ao longo dos anos. Isso não se limitou às modalidades pelas quais as imagens são adquiridas. Tem havido uma ênfase cada vez maior no pós-processamento e nas novas formas mais avançadas de compartilhar e armazenar imagens médicas. A ideia aqui é extrair o máximo benefício das tecnologias existentes e espalhá-lo para o maior número possível de pessoas.

No campo do diagnóstico por imagem médica, os médicos agora podem manipular imagens para obter maiores insights e informações do mesmo conjunto de dados.

Avanços no armazenamento e recuperação de dados de imagem

Com os diferentes tipos de dispositivos de imagem empregados atualmente e os dados exclusivos que eles produzem, a integração e a facilidade de colaboração são de grande interesse para institutos de saúde e usuários finais. Quase todos os tipos de imagens hoje são adquiridos digitalmente e consistem em enormes arquivos de dados. Um grande desenvolvimento nesse sentido foi a introdução do PACS (Picture Archiving and Communications System). É uma plataforma que permite o armazenamento e a visualização integrados de imagens médicas de diversos dispositivos e sistemas. No servidor PACS, as imagens são armazenadas principalmente no formato DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine).

O DICOM é um padrão desenvolvido pelo Colégio Americano de Radiologistas. Todas as imagens, incluindo tomografias computadorizadas, ressonância magnética, ultrassom e PET, devem ser armazenadas, recuperadas e compartilhadas somente no formato DICOM. O formato DICOM tem detalhes do paciente incorporados na imagem para minimizar erros de diagnóstico. Vários aplicativos de visualização DICOM estão disponíveis no mercado, e cada um tem uma variedade diferente de recursos que ajudam os médicos no diagnóstico e no planejamento do tratamento.

Ferramentas avançadas de imagens médicas

Tecnologia de imagem 3D médica

Outra ramificação da reconstrução 3D é a reconstrução multiplanar (MPR). MPR é o processo de obtenção de novas fatias de imagens a partir do modelo 3D reconstruído. As novas fatias estão em planos diferentes das fatias que foram adquiridas originalmente. Isso se torna particularmente útil ao rastrear o curso de estruturas principais, como a aorta.

Projeções de intensidade

Atualmente, o software de imagem tem vários recursos para ajudar os profissionais de saúde a estudar sua região de interesse em detalhes. Uma dessas características é a projeção de intensidade. Os médicos podem optar por editar a imagem de uma área reconstruída exibindo apenas os valores máximos ou mínimos de TC. Essas são chamadas de projeções de intensidade máxima e mínima, respectivamente (MIP e MINIP). Eles aumentam o contraste entre a área de interesse e os tecidos normais circundantes.

Imagem 3D verdadeira

A tecnologia de reconstrução 3D ainda não é tão precisa quanto gostaríamos que fosse, e alguns médicos preferem passar por várias seções 2D para evitar erros. Um desenvolvimento interessante nessa área é a imagem 3D “Verdadeira”. Esse sistema de imagem inovador permite que os médicos visualizem e interajam com uma réplica virtual de um órgão ou estrutura corporal. A imagem aparece na forma de um holograma, e os médicos podem virtualmente girar a estrutura, cortar seções transversais e identificar marcos anatômicos vitais. Essa ferramenta pode se tornar indispensável para o planejamento de cirurgias no futuro.

Fusão de imagens

Uma ferramenta avançada de imagens médicas chamada fusão de imagens está disponível em muitos aplicativos DICOM. Ele permite a fusão de dois ou mais conjuntos de dados de imagens em um único arquivo. Isso pode combinar as vantagens de diferentes modalidades de imagem. As técnicas de fusão de imagens mais frequentes e úteis são a fusão de imagens PET/CT e PET/MR, que combinam as vantagens da tomografia computadorizada, tomografia computadorizada e ressonância magnética. O PET ajuda a identificar e localizar a área de interesse (geralmente uma área maligna ou inflamada). A TC fornece excelentes detalhes anatômicos da extensão da lesão, bem como dos planos teciduais envolvidos. A ressonância magnética ajuda a alcançar a resolução dos tecidos moles. Quando combinados, há um aumento notável na sensibilidade e especificidade das investigações de diagnóstico por imagem.

Imagem em tempo real

Tradicionalmente, sempre foi entendido que haveria um 'atraso' entre o momento em que a imagem é adquirida e quando é interpretada. O atraso vem do tempo necessário para processar e preparar a imagem, apresentá-la ao radiologista e, em seguida, para que o radiologista visualize cada seção da imagem e aplique seus conhecimentos para interpretá-la. Esse atraso pode impactar significativamente os resultados clínicos, especialmente em situações de emergência, como trauma, onde o tempo é essencial.

Hoje, muitos sistemas de imagem oferecem resultados em “tempo real”, o que significa que o atraso entre a aquisição e a interpretação da imagem é mínimo ou nenhum. Os médicos podem visualizar imagens em uma tela enquanto o paciente ainda está na unidade de imagem. Isso não apenas reduz o atraso, mas também tem o benefício adicional de visualizar os sistemas corporais em funcionamento em tempo real e, assim, avaliar sua integridade funcional. Por exemplo, a função de deglutição do esôfago pode ser avaliada dessa forma para possíveis causas de disfagia. Da mesma forma, os movimentos fetais podem ser vistos em tempo real com o ultrassom. O poder da imagem em tempo real possibilita que os cirurgiões tomem decisões no intraoperatório.

Um vislumbre do futuro da tecnologia de imagens médicas

Inteligência Artificial

A inteligência artificial (IA) se refere à capacidade das máquinas de simular a inteligência humana. Isso se aplica principalmente às funções cognitivas, como aprendizado e resolução de problemas. Dentro do contexto de imagens médicas, a IA pode ser treinada para detectar anomalias no tecido humano, auxiliando tanto no diagnóstico de doenças quanto no monitoramento de seu tratamento. Há três maneiras pelas quais a IA pode ajudar os radiologistas. A IA pode filtrar enormes conjuntos de dados de imagens e informações de pacientes em velocidades sobre-humanas. Isso pode agilizar os fluxos de trabalho. Em segundo lugar, a IA pode ser treinada para detectar anomalias que são muito pequenas para serem discernidas a olho nu. Isso pode melhorar a precisão do diagnóstico. Em terceiro lugar, a IA pode ser usada para recuperar exames de imagem anteriores do prontuário médico eletrônico (EMR) de um paciente e, em seguida, compará-los com os resultados mais recentes do exame do paciente. Outros aspectos do EMR do paciente, como qualquer histórico médico pertinente, também podem ser recuperados e usados para facilitar o diagnóstico.

Várias empresas tiveram sucesso na incorporação de IA em sistemas de imagem, mas nenhuma delas está disponível para uso comercial até o momento. Um exemplo de software de imagem médica integrado à IA é o Viz, que melhora a detecção e o tempo de tratamento em pacientes com obstruções de grandes vasos (VVOs). O software é capaz de rastrear várias imagens em vários bancos de dados hospitalares para LVOs. 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. Para uma doença com limite de tempo, como o AVC, isso tem o efeito de melhorar muito os resultados e reduzir a carga de custos no sistema de saúde.

Aplicativos baseados em nuvem

Tanto o rápido avanço na tecnologia de imagem quanto o uso onipresente de imagens médicas na área da saúde resultaram na urgência de encontrar maneiras inovadoras de armazenar e compartilhar dados de imagens médicas. Nesse cenário, a tecnologia em nuvem emergiu como um dos principais determinantes do futuro da tecnologia de imagens médicas. A tecnologia em nuvem permite o armazenamento e o compartilhamento de dados independentemente da localização geográfica com a ajuda da Internet. Os aplicativos de imagens médicas baseados em nuvem facilitam o armazenamento e a recuperação de arquivos de imagens no formato DICOM. Eles aumentam a eficiência e diminuem os custos. Os profissionais de saúde podem colaborar em dados de imagens médicas de todo o mundo. O resultado final são melhores resultados de saúde para os pacientes.

Os aplicativos baseados em nuvem também melhoram o processo de 'blockchain'. Um 'blockchain', em termos simples, é a adição de um novo registro digital a um antigo, assim como adicionar um novo link a uma cadeia física existente. As imagens disponíveis na nuvem podem ser adicionadas a um blockchain, o que torna as informações médicas do paciente acessíveis a qualquer médico em qualquer lugar do mundo.

PostDICOM - Na vanguarda da tecnologia de imagens médicas

O PostDICOM combina o que há de melhor em tecnologia de imagem médica. É um dos poucos aplicativos de visualização DICOM baseados em nuvem que existem. Os arquivos DICOM armazenados no servidor PACS em nuvem são protegidos com criptografia SSL. O PostDICOM incorpora tecnologia de imagem médica 3D e oferece recursos avançados de manipulação de imagens, incluindo reconstrução multiplanar, projeção de intensidade (máxima, média e mínima) e fusão de imagens. Os documentos clínicos também podem ser armazenados e visualizados com o aplicativo. É compatível com todos os principais sistemas operacionais (Windows, Mac OS, Linus) e pode ser acessado a partir de laptops, tablets e smartphones. O melhor de tudo é que, para usuários básicos, é totalmente gratuito experimentar o espaço de armazenamento em nuvem.