Software para segmentação e reconstrução 3D de exames de imagem para uso em simulações de pré-tratamento para eletroquimioterapia: implementação e estudo de caso

Abstract

O câncer é a segunda maior causa de mortes por enfermidades no Brasil. Diversos tratamentos são utilizados na luta contra a doença. A quimioterapia destaca-se por ser um tratamento altamente seletivo, porém é um processo lento e com diversos efeitos colaterais. A eletroporação (EP) é uma técnica que permite aumentar a permeabilidade celular através de pulsos elétricos de alta intensidade por curtos períodos de tempo. A EP pode ser utilizada como um catalisador do processo quimioterápico, surgindo a Eletroquimioterapia (EQT). A EQT é uma técnica já conceituada no tratamento de tumores superficiais, sendo aperfeiçoada agora para tumores profundos. Simulações pré-tratamento são um grande aliado para garantir o sucesso do tratamento, pois é necessário que o campo elétrico seja suficientemente alto em todo o nódulo tumoral. Dessa forma, essa dissertação de mestrado traz o desenvolvimento de um software capaz de realizar a segmentação e exportação de exames de imagem médica para um simulador de campos elétricos, buscando aumentar a fidedignidade das simulações. São apresentados o desenvolvimento do software e sua aplicação em um estudo de caso. Os resultados mostram que os protocolos atuais não são suficientes para o tratamento de tumores profundos. Ajustes e procedimentos futuros para o software também são sugeridos.

Abstract: Cancer is the second most common cause of death in Brazil. Several treatments are used against this disease. Chemotherapy stands out as a highly selective treatment, but it is a slow process with several side effects. Electroporation (EP) is a technique that allows increasing cell permeability by applying high-intensity electrical pulses for short periods. EP can be used as a catalyst of the chemotherapeutic process, resulting in Electrochemotherapy (ECT). ECT is a well-known technique for the treatment of superficial tumors and is being developed for deep tumors. Pretreatment simulations are a great ally to make sure the electric field is high enough throughout the tumor nodule. Thus, this masters dissertation brings the development of a software to perform the segmentation and exportation from a medical imaging to an electric field simulator, seeking to increase the reliability of the simulations. Software development is presented and its application in a case study. The results show that the current protocols are not enough for the treatment of deep tumors. The software?s future adjustments and procedures are also suggested.