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23/10/2020

Outubro Rosa: a matemática no combate ao câncer de mama

Anualmente, durante o mês de outubro, milhares de pessoas e instituições se unem à campanha internacional Outubro Rosa por uma importante causa: conscientizar a população sobre o câncer de mama através de informações sobre prevenção e outros aspectos da doença. Apesar de ter uma grande adesão, o alerta se faz necessário. Só em 2020, o Instituto Nacional de Câncer (INCA) estima 66,2 mil novos casos de câncer de mama no país. Com a pandemia e a necessidade de isolamento social, muitos exames deixaram de ser feitos, agravando o cenário.

Considerada a “linguagem universal da ciência”, não é de se espantar que a matemática seja uma importante aliada no combate à doença. Por meio da computação, da aprendizagem de máquina ou da modelagem, ela está por trás de muitas ferramentas de diagnóstico e também de estudos sobre a eficácia de tratamentos do câncer de mama.

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Conforme estudo publicado em janeiro na Revista Nature, um software de inteligência artificial desenvolvido por pesquisadores do Google Health e da Imperial College London se mostrou tão eficiente quanto dois médicos trabalhando juntos na leitura das mamografias. Isso não significa que a tecnologia irá substituir médicos, mas que ela pode aliviar o volume de trabalho destes profissionais, eliminando a necessidade da dupla leitura de mamografia, agilizando o tempo de diagnóstico e aumentando as chances de cura. 

Em um país como o Brasil, onde mais de 70% dos casos de câncer de mama são diagnosticados em estágio avançado, implementações como esta podem ser fundamentais para reverter o cenário da doença.

No Laboratório de Processamento Digital de Sinais e Imagens do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), matemática, física e computação se uniram para o desenvolvimento de uma técnica que aumentou em 30% o número de detecções de estruturas suspeitas em exames de mamografia. O objetivo do grupo era tentar solucionar um problema comum na área da saúde: a baixa qualidade das imagens mamográficas.

“A imagem mamográfica é tipicamente uma imagem difícil de enxergar. A mama é constituída basicamente por gordura, e o raio-X não dá a mínima para gordura. São  imagens que frequentemente apresentam baixíssimo contraste”, pontua André Persechino, doutorando do CBPF que abordou o tema em sua dissertação de mestrado.

Para aperfeiçoar a análise deste exame médico, o grupo aplicou o conceito físico da difusão, que estabelece que, em um ambiente propício, diferentes concentrações de componentes tendem a se misturar e homogeneizar, “como uma gota de leite em um copo d’água”, exemplifica Persechino. Buscando aumentar o contraste das imagens digitais de mamografias, o grupo se lançou em um complicado desafio da matemática aplicada: fazer uma difusão reversa, transformando a imagem inicial borrada em uma imagem mais nítida. 

Para interpretar uma imagem digital como um sistema físico sujeito a difusão foi preciso lançar mão de um extenso arcabouço matemático e da equação de difusão não-linear. “Foi equação do início ao fim. Objetivamente, uma imagem digital é uma matriz, uma tabela de valores. Quando temos uma imagem digital em um computador, usamos todo o poderio matemático da álgebra matricial em cima dela”, comenta o doutorando. 

Como cada imagem apresenta peculiaridades, um dos maiores desafios do projeto é  matematizar a capacidade do computador de determinar quais estruturas da imagem devem ser evidenciadas e quais devem ser homogeneizadas. “Na área de inteligência artificial, por exemplo, o ‘santo graal’ é achar padrão no dado. No nosso projeto, o grande desafio é descobrir padrões e estruturas sintáticas das imagens dos exames”, diz Persechino.

Principal causa de mortalidade por câncer em mulheres no Brasil, o câncer de mama também acomete homens, ainda que em proporção bem menor, representando apenas 1% do total de casos da doença. O Ministério da Saúde oferece tratamento por meio do Sistema Único de Saúde (SUS). A prática de atividade física, alimentação saudável e a manutenção do peso corporal adequado podem evitar cerca de 30% dos casos de câncer de mama. 

Além de realizar autoexame de mama, o Ministério da Saúde recomenda que mulheres entre 50 e 69 anos façam a  mamografia de rastreamento a cada dois anos. O diagnóstico em fases iniciais permite um tratamento menos agressivo e pode ajudar a reduzir a mortalidade pela doença. Se cuidar é fundamental!

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