Software desenvolvido na UEL avalia progressão e tratamento do câncer de mama

Auxiliar equipes médicas na análise da progressão das células cancerígenas na região das mamas, bem como os efeitos dos medicamentos usados no tratamento do câncer. Estes são os objetivos de um software desenvolvido por dois estudantes de pós-graduação do Centro de Ciências Exatas (CCE) da UEL, coordenados pela professora do Departamento de Matemática Neyva Maria Lopes Romeiro.

Resultado de um trabalho científico proposto pela docente em 2019, o software já está registrado, porém continua ganhando novas funcionalidades e chama a atenção durante o Outubro Rosa, mês dedicado à prevenção do câncer de mama.

O projeto “Uso de software que integra algoritmos de geração de malhas na modelagem matemática – câncer de mama – avaliação da dinâmica da proliferação de células anormais e o uso de agentes quimioterápicos em um modelo de difusão” conta com participação de pós-graduandos e graduandos da área de Computação.

De acordo com os mestrandos do Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação da UEL Rafael Furlanetto e Pedro Zaffalon, desenvolvedores do sistema, o software ContExt nasceu com o objetivo de preparar e processar imagens geradas em exames médicos, como mamografias e tomografias, extrair os dados e aplicar modelos matemáticos e simulações que permitam projetar o crescimento de um tumor.

Desde o início do trabalho, imagens de exames clínicos obtidas em mamografias foram usadas como base, no entanto, o sistema também poderá processar imagens geradas em outros tipos de exames.

“O programa ainda permite refinar uma certa parte da malha (imagem) na qual está lesão, para simulações numéricas com modelos matemáticos. Computacionalmente falando, é jogar tempo fora calcular tudo nos mínimos detalhes se aquela área fora do tumor não for interessante, se estamos avaliando a regressão do tumor. Essa ‘briga’ que temos é sobre ter o melhor resultado possível com o menor custo computacional”, explica Furlanetto.

Desta forma, uma das principais potencialidades do ContExt na análise das malhas e na simulação numérica é a sua capacidade em selecionar pequenos grupos de regiões que contêm valores mais luminosos, obtidos pelo processo de digitalização da imagem que podem não ter sido identificados na análise da mamografia.

Após a identificação destas regiões, um contorno será gerado pelo software e preparado para receber a simulação matemática. Isso vai auxiliar oncologistas e demais especialistas a tomarem decisões com ainda mais embasamento e antecedência.

“Por exemplo, conseguimos selecionar regiões ainda menores porque identificamos esse espaço com uma densidade maior. Então, utilizamos nesse contorno o modelo matemático para identificarmos quanto tempo levaria para o tumor se espalhar. Outra ideia é selecionar uma região maior, usar o tratamento de quimioterapia, por exemplo, e ver em quanto tempo ele diminuiria”, acrescenta a professora Neyva.

Origem

O início da pesquisa com modelos de tratamento quimioterápico surgiu com os trabalhos desenvolvidos por seus alunos do programa de Pós-Graduação em Matemática Aplicada e Computacional (PGMAC), em especial uma dissertação cuja autora usou informações de alguns protocolos de quimioterapia e fez simulações numéricas para descrever a evolução do tratamento.

Isso evidenciou que o tratamento pode ser bem-aceito por um organismo e não necessariamente por outros, resultando em um tratamento que pode causar a redução do tumor, porém não a eliminação total.

A estudante manteve contato com equipes médicas e adotou os protocolos recomendados na quimioterapia em um estudo qualitativo de caso. Mesmo bem-sucedida, este trabalho chegou ao fim deixando o desejo na professora de dar sequência, porém agora considerando geometrias realísticas envolvendo o contorno da mama feminina, o que foi atendido pelos pós-graduandos de Ciências da Computação.

Por ser um software de código aberto, ou seja, com código-fonte que pode ser acessado por qualquer usuário, o ContExt poderá receber modificações livremente, desde que não sejam usadas para fins comerciais. Os próximos objetivos já estão definidos e farão parte do trabalho estabelecido no cronograma do projeto. O término previsto para a pesquisa é em 2026.

Os próximos passos serão trilhados pelos estudantes do 2º ano de Ciências da Computação Gabriel Pietsiaki Izidoro e Rafael Palheta Tokairin, com o auxílio dos veteranos Pedro e Rafael. A dupla seguirá trabalhando para inserir novas funcionalidades ao sistema, para mapear e identificar as diferenças de temperatura dos locais examinados, apresentando as variações de cores em toda a região examinada.