Engenharia Biomédica desenvolve phantom que reproduz mama em impressão em 3D

O phantom (fantoma ou simulador) de mama é um objeto tridimensional que reproduz as características anatômicas e estruturais da mama humana. Essa representação é amplamente utilizada em estudos e pesquisas no campo da radiologia e mamografia. 

Os phantoms de mama são essenciais para avaliar e melhorar a qualidade das imagens obtidas por diferentes técnicas de imagem mamográfica, como a mamografia digital e tomossíntese. A aplicabilidade desses modelos reside na possibilidade de simular diferentes condições clínicas da mama, permitindo a avaliação de equipamentos e a otimização de procedimentos, além de auxiliar na formação e treinamento de profissionais de saúde. 

No entanto, a aquisição precisa de dados para criar phantoms de mama pode ser desafiadora devido à complexidade da anatomia da mama e à necessidade de alta fidelidade na representação.

Recentemente, a manufatura aditiva, ou impressão 3D, emergiu como uma técnica promissora para a criação de phantoms de mama. A impressão 3D permite a produção de modelos com replicabilidade relativamente simples e custo mais acessível a pesquisadoras e pesquisadores brasileiros com alta capacidade de personalização do phantom. 

Isso representa um avanço significativo em relação aos phantoms comerciais padronizados, pois os modelos impressos em 3D podem ser adaptados de forma a abranger diferentes tipos de tecidos mamários e condições patológicas. Além disso, os phantoms de mama impressos em manufatura aditiva apresentam uma flexibilidade adicional, possibilitando a incorporação de diferentes materiais, simulando de forma mais precisa a atenuação ao feixe de raios X dos tecidos mamários, o que resulta em simulações mais realistas e, consequentemente, em estudos e práticas mais eficazes na área da mamografia.

Neste contexto, nosso trabalho está desenvolvendo um modelo 3D a partir do software Fusion 360, que resultará em um protótipo de um phantom mamográfico, cuja impressão do protótipo se dará por meio de manufatura aditiva (impressora 3D). Esse modelo está sendo desenvolvido com base na mama humana, o que significa que todas as estruturas desse órgão, bem como as patologias, representarão não só as características anatômicas, mas também estarão de acordo e em similaridade com as propriedades de interação da radiação com a matéria. 

Esse phantom e suas devidas estruturas de composição poderão ser usados em diversas aplicações, entre elas: teste de calibração de equipamentos de mamografia (área de qualidade de imagens), criação de banco de imagens digitais com diferentes técnicas de aquisição e a partir disso, implementação, aperfeiçoamento e testes de técnicas de processamento de imagem digital.

Tem-se como fruto das técnicas e métodos empregados uma estrutura antropomorficamente coerente e que contribuirá para a garantir a qualidade de exames realizados em equipamentos de mamografia. Além disso, o protótipo será preenchido com materiais com propriedades radiográficas equivalentes ao tecido mamário humano com diferentes densidades de tecido adiposo, tecido glandular, lesões, fibras, regiões de baixo contraste e microcalcificações. Também, o protótipo possibilitará a visualização e estudo da aplicação de diferentes técnicas de processamento de imagem e dará apoio a comunidade científica para a replicação a baixo custo.

Em cinza: Base para Phantom mamográficos sem preenchimento e estruturas
Em bege fosco: Estruturas simuladoras de tecido fibroglandular
Em bege claro: Formas simuladoras de nódulos
Em preto: Estrutura para simulação de tecido fibroglandular (por sobreposição)

(Imagem: arquivo do pesquisador)

Em cinza: Estrutura para teste de interação radiação-matéria e teste de composição de preenchimento

(Imagem: arquivo do pesquisador)

*Pedro Faria de Bessa é graduando em Engenharia Biomédica, faz parte do Grupo de Pesquisa em Imagens Médicas sob orientação da professora Ana Claudia Patrocínio e do professor Pedro Cunha Carneiro. Este trabalho está sendo realizado em colaboração com o trabalho de mestrado da estudante Moara Pinheiro. 

 

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