Universidade de Virginia Escola de Engenharia Associate Professor William F. Walker e Pesquisador Associado Francesco Viola desenvolveram uma nova ferramenta - um algoritmo avançado de imagem - que é, literalmente, transformar a forma como vemos as coisas.
Juntamente com o estudante Michael A. Ellis, a equipe de engenharia biomédica criou um método inovador de processamento de sinal que pode ser usada com uma ampla gama de sistemas de imagens e detecção, incluindo ultra-som, radar, sonar, telecomunicações e até mesmo alguns sistemas de imagem óptica.
Chamado de domínio de tempo Optimized Perto campo Estimator (TOM), este novo algoritmo aumenta a eficácia da ultra-sonografia médica, fornecendo aos profissionais médicos com a resolução da imagem melhorou dramaticamente e contraste.
Em um scanner de ultra-som, os algoritmos de computador usam reflete ondas sonoras para criar imagens em tempo real do órgão ou tecido a ser examinado. As imagens, no entanto, nem sempre são claras.
"Durante quase quatro décadas, os algoritmos beamforming foram refinados para radares e sonares", disse Walker. "Embora estes algoritmos são imensamente poderosos, eles geralmente não traduzem bem a ultra-sonografia médica."
Quando a triagem para câncer de mama ou diagnosticar outras condições de vida ameaçando usar a tecnologia de ultra-som, é imperativo que as imagens são bem definidas. Mesmo assim, especialistas em imagiologia clínica sei que muitos pacientes simplesmente "imagem mal", isto é, as imagens dos seus órgãos e tecidos ainda não estão claros.
"Fora do eixo sinais - reflexões provenientes de locais indesejados - degradar imagens produzidas pelos sistemas de ultra-som atual", disse Viola. "TONE reduz a contribuição desses sinais indesejados, formando imagens com contraste e resolução muito maior"
A equipe realizou uma série de simulações utilizando dados de ultra-som de exemplo para testar o desempenho deste algoritmo e comparou-o ao convencional estratégias beamforming (CBF) usado por scanners de ultra-som atual. Estudos de imagem foram realizados utilizando fios (ver ilustração anexa) em suspensão na água, um típico criado para testar a resolução e contraste de imagem na ultra-sonografia médica. Os resultados mostram uma melhoria significativa na resolução espacial sobre a CBF.
Os experimentos foram realizados com o apoio técnico da Philips Medical Systems, um colaborador de longa data do U.Va. equipe.
A equipe de pesquisa também contou com o apoio de SuperComputing Interactive - e produto da empresa, Star-P, uma plataforma de computação interativa paralelo - para enfrentar a complexidade computacional dos experimentos.
Segundo Walker, o próximo passo vai envolver usando o algoritmo TONE ao tecido real da imagem humana - o lugar onde essa metodologia poderia ter o maior impacto.