Tecnologia Científica

Ferramenta matemática ajuda a diagnosticar doenças oculares
Uma ferramenta matemática, desenvolvida no Instituto de Ciências Matema¡ticas (ICMC) da USP, promete auxiliar médicos e profissionais da área a melhor interpretar imagens nos exames de fundoscopia, também conhecida como exame de fundo de olho.
Por Fabiana Mariz - 06/12/2019



Uma ferramenta matemática, desenvolvida no Instituto de Ciências Matema¡ticas (ICMC) da USP, promete auxiliar médicos e profissionais da área a melhor interpretar imagens nos exames de fundoscopia, também conhecida como exame de fundo de olho. Batizado de VOTUS (Teoria do Transporte a“timo Aplicado ao Registro de Imagens de Retina, em tradução livre), o modelo computacional de alta performance mostrou-se eficaz no tratamento de pares de imagens com alta contaminação por rua­do, diferenças bruscas de contraste visual emudanças de difa­cil percepção por parte de um observador humano.

Atualmente, todas as imagens de um exame passam por tratamento digital já que, a cada captura, hádiferenças de escala, rotação e falta de foco, por exemplo. Para se fechar um diagnóstico, os oftalmologistas observam as várias fotos do olho de um mesmo paciente. As análises são feitas manualmente, na tentativa de identificar e acompanhar a evolução das patologias. “Além disso, as inspeções exigem bastante tempo e experiência de médicos e assistentes”, relata Danilo Motta, autor do estudo.

Para conceber o VOTUS, Motta, em seu doutorado, utilizou a Teoria do Transporte a“timo. a‰ uma metodologia já conhecida por profissionais da área e empregada em diferentes linhas de pesquisa, tais como detecção de ca¢ncer, aprendizado de ma¡quinas, além de planejamento urbano e de tra¡fego. “Ela éo ‘motor’ do VOTUS”, explica Afonso Paiva, professor do ICMC e orientador de Danilo Motta. “No nosso trabalho, essa teoria foi utilizada para estabelecer a relação entre dois grafos. Cada um representa o emaranhado de veias de um olho capturadas em momentos distintos.”

A construção da ferramenta

Tudo começou com a definição de uma representação matemática das imagens de retina. Depois, Motta estabeleceu as relações de alinhamento para duas fotos. Em seguida, foram feitas remoções dos traa§os incongruentes e o ca¡lculo do melhor modelo geomanãtrico para realizar a tarefa de registro, quer dizer, a sobreposição de imagens. “Assim, apresentamos uma solução matemática definitiva para o problema de ajuste dessas veias”, explica Wallace Casaca, matema¡tico da Universidade Estadual Paulista e participante do estudo.

Resultado do grafo gerado a partir das imagens da retina. Foto cedida pelo pesquisador

Para validar a pesquisa, Motta realizou vários testes experimentais. O objetivo era comprovar se a ferramenta seria capaz identificar as alterações no olho. “Nessa etapa final, fizemos a análise sistema¡tica utilizando três bases de dados”, descreve Motta. “Tambanãm demonstramos que o VOTUS éestatisticamente mais eficiente que os outros dez manãtodos de referaªncia comparados em nosso estudo”.

Avaliação de fora

Oftalmologistas foram convidados a testar o VOTUS. O primeiro especialista avaliou a utilidade da ferramenta na rotina médica. “Em oftalmologia, trabalhamos com parametros que variam de mila­metros a micra´metros, portanto, qualquer ferramenta que ajude na precisão da medição e na localização das patologias pode ser extremamente útil no sucesso terapaªutico”, disse o médico, identificado no estudo como “oftalmologista 1”. 

O outro especialista, chamado de “oftalmologista 2”, destacou a exatida£o das análises. “O software permite um monitoramento muito mais preciso dos exames subsequentes, possibilitando uma comparação entre tamanho e progressão das lesões e patologias, proporcionando maior confiabilidade para a indicação de tratamentos.”

Segundo o oftalmologista Luis Belfort, da Unifesp, a ferramenta éinovadora. “Ela mostra um caminho muito importante. Alia¡s, o caminho que a medicina brasileira, junto com a engenharia e outras áreas da ciaªncia, precisa fazer para ajudar no avanço da medicina.” 

Doena§as Oculares

Mais de um bilha£o de pessoas em todo o mundo vivem com deficiência visual, de acordo com o primeiro relatório mundial sobre visão publicado pela Organização Mundial da Saúde (OMS) em outubro. Já no Brasil, a catarata, o glaucoma, a degeneração macular e a retinopatia diabanãtica são algumas das doenças oculares responsa¡veis pela maior parte dos atendimentos feitos por oftalmologistas.

A investigação do fundo de olho éobrigata³ria em todos os pacientes a partir de 60 anos. Em pacientes com diabete e outras doenças crônicas metaba³licas, a investigação deve ser feita ainda mais cedo. 

 

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