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Da Matriz ao Diagnóstico: O Impacto da Inteligência Artificial no Processamento de Imagens Médicas



O projeto "Física Médica em Foco", uma iniciativa da Comissão de Área de Física Médica da Sociedade Brasileira de Física (SBF), promove uma série de diálogos dedicados à valorização e discussão dos avanços científicos e desafios da área na saúde e na sociedade.

Em um episódio recente, o Prof. Paulo Costa, coordenador da comissão e docente da USP, e a Prof.ª Mariana Zanc Tonel, pesquisadora da Universidade Franciscana (UFN), receberam a Prof.ª Ana Maria Marques da Silva. Com uma trajetória de destaque, Ana Maria é doutora em física pela USP, docente do programa de pós-graduação em radiologia da Faculdade de Medicina da USP e diretora tesoureira da SBF, trazendo sua vasta experiência em informática médica e análise de dados para o debate.

O tema central da palestra, intitulada "Quando os Pixels Falam", explora como a transição para os equipamentos digitais transformou a detecção de sinais em uma matriz matemática de números, os pixels. A ideia fundamental apresentada é que os pixels, quando analisados em conjunto e em sua relação mútua, transmitem informações biológicas e clínicas que vão muito além da simples visualização visual, funcionando como uma fonte rica de dados para o diagnóstico moderno.

Durante a apresentação, foram detalhados diversos tópicos sobre o processamento digital de imagens, que envolve o uso de álgebra e ferramentas computacionais para operações como ajuste de brilho, contraste e realce de interfaces. 

A palestrante explicou que técnicas mais sofisticadas, como a redução de ruído por meio de transformadas de Fourier, permitem atuar no domínio da frequência para melhorar a qualidade da imagem antes ou depois da reconstrução tomográfica. 

Outro ponto crucial abordado foi a segmentação de imagens, processo que delimita órgãos ou regiões de interesse, evoluindo de métodos manuais laboriosos para algoritmos de Machine Learning e Deep Learning que, embora automatizem a tarefa, ainda exigem supervisão humana devido à diversidade anatômica.

A palestra também aprofundou o conceito de Radiômica, descrita como uma "fala sofisticada" dos pixels, onde características de forma, textura e homogeneidade são convertidas em atributos matemáticos, como a entropia. Esses dados permitem identificar se um tumor é espiculado ou arredondado, auxiliando na determinação da malignidade de forma quantitativa. Além disso, foi discutida a capacidade da Inteligência Artificial em revelar padrões invisíveis ao olho humano, permitindo, por meio de estudos longitudinais, prever a resposta de um paciente a tratamentos específicos, como a imunoterapia, com base em características sutis extraídas das imagens originais.

A Prof.ª Ana Maria destacou que o físico médico deve ser responsável pelo comissionamento e teste regular dos softwares de IA, garantindo que os algoritmos não "alucinem" e que mantenham a performance em bancos de dados locais com imagens reais de pacientes. Além da garantia da qualidade, esse profissional assume um novo papel na curadoria de dados e na análise quantitativa, sendo essencial para lidar com as incertezas dos modelos preditivos e para integrar equipes multidisciplinares que traduzem a "língua dos pixels" para a medicina de precisão.

Para compreender profundamente como essas tecnologias estão moldando o futuro da saúde e os novos horizontes da profissão, convidamos todos a assistir ao conteúdo completo da palestra no canal da Sociedade Brasileira de Física no YouTube. É uma oportunidade imperdível para estudantes e profissionais explorarem os desafios da harmonização de dados e a evolução da física médica em solo nacional

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