Planejamento de experimentos para estimativa de parâmetros termofísicos da mama a partir de imagens por infravermelho

Abstract

As altas taxas de incidência e mortalidade do câncer de mama o tornam o tipo de câncer mais frequente na população feminina, após o câncer de pele não melanoma. A atual recomendação do Ministério da Saúde do Brasil como estratégia de rastreamento é a realização bienal de exames mamográficos em mulheres entre 50 e 69 anos. Entretanto, tem sido questionada a relação entre o uso do rastreamento com mamografia e a redução da mortalidade por câncer de mama, elevando o interesse por outros métodos para realização do rastreamento de câncer de mama. Faz-se interessante estudar a termografia como um exame que complemente os atuais exames para diagnóstico de anomalias mamárias. Não se espera que a termografia substitua a mamografia. Para viabilização da termografia como técnica auxiliar na detecção de anomalias mamárias, precisa-se entender e conseguir representar as relações entre os fatores fisiológicos e patológicos e a medição das temperaturas superficiais da mama através de imagens por infravermelho. Neste trabalho, busca- se analisar a influência de determinados fatores na obtenção de estimativas de parâmetros termofísicos de duas pacientes do Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Pernambuco (HC-UFPE) a partir da utilização de imagens por infravermelho (IR) e do mapeamento de texturas utilizando procedimentos de otimização baseados em programação matemática e em algoritmos baseados em padrões da natureza, aplicados para solução de problemas (algoritmos bioinspirados). A estrutura computacional utilizada compreende: Flir Tools (extração da matriz de temperatura da imagem por infravermelho), SpaceClaim (modelagem geométrica); pré-processador GAMBIT® e Mesh® (geração de malhas); Fluent® (simulação numérica); framework “Avaliação de Modelos Térmicos de Mama” (mapeamento de textura), rotinas no MATLAB® (resolução do problema de otimização) e o Minitab® (planejamento de experimentos). Foram utilizadas as funções fmincon (Método Programação Sequencial Quadrática) e particleswarm (Método Enxame de Partícula) do Optimization Toolbox do MATLAB® para resolver os problemas de otimização. Os resultados obtidos utilizando planejamento de experimentos (DOE – Design of experiments) indicam que a influência da condutividade térmica da mama é superior aos demais parâmetros termofísicos observados nesta tese. Este estudo está correlacionado com o projeto de pesquisa em andamento na Universidade Federal de Pernambuco (UFPE): "Análise da viabilidade do uso de câmera termográfica como ferramenta auxiliar no diagnóstico de câncer de mama em hospital público localizado em clima tropical", aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), com registro no Ministério da Saúde CEP/CCS/UFPE No 279/05.