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O cancro do cólon desenvolve-se no intestino grosso ou no recto, sendo designado por cancro colorectal (CRC) e um dos tumores malignos mais frequentes. Em Portugal em termos de mortalidade está entre os cinco tipos mais importantes de cancro. Ao contrário do que acontece com outras doenças malignas, é possível evitar o cancro colorectal.
Devido ao longo período de tempo desde o aparecimento de um pólipo até à eclosão do carcinoma, é possível detectar e remover a lesão benigna. Os pólipos mais usuais e clinicamente mais importantes são os pólipos adenomatosos. De acordo com indicações médicas internacionais, a detecção precoce e remoção dos pólipos adenomatosos pode prevenir o CRC e aumentar significativamente as hipóteses de sobrevivência. No entanto, muitos aspectos de saúde pública relacionados com a prevenção dos pólipos adenomatosos estão ainda em discussão, não existindo acordo sobre os programas de prevenção. Neste contexto, os focos de criptas aberrantes (ACF) podem ter um papel crucial e determinante. São grupos de criptas (pequenos poços, no epitélio do cólon) aberrantes (não normais), que se supõem serem os precursores do cancro colorectal. De facto, de acordo com estudos endoscópicos e experiencias animais, os ACF precedem a eclosão dos adenomas. Assim, se tal for comprovado, isto significa que os ACF terão que ser considerados parte da sequência adenoma-carcinoma.
Este projecto trata da modelação matemática e do processamento de imagens endoscópicas de ACF e pólipos. O projecto requer interacções interdisciplinares e uma estreita colaboração em áreas complementares. O objectivo é auxiliar os médicos em termos do diagnostico, da prevenção e do tratamento do cancro colorectal.
Na modelação, o objectivo é utilizar métodos multi-escala, que envolvem equações de derivadas parciais e métodos de levei-sets, para simular a evolução e a forma geométrica das populações de ACF e pólipos. As simulações serão comparadas com dados experimentais e clínicos. Esta  |
Summary
O cancro do cólon desenvolve-se no intestino grosso ou no recto, sendo designado por cancro colorectal (CRC) e um dos tumores malignos mais frequentes. Em Portugal em termos de mortalidade está entre os cinco tipos mais importantes de cancro. Ao contrário do que acontece com outras doenças malignas, é possível evitar o cancro colorectal.
Devido ao longo período de tempo desde o aparecimento de um pólipo até à eclosão do carcinoma, é possível detectar e remover a lesão benigna. Os pólipos mais usuais e clinicamente mais importantes são os pólipos adenomatosos. De acordo com indicações médicas internacionais, a detecção precoce e remoção dos pólipos adenomatosos pode prevenir o CRC e aumentar significativamente as hipóteses de sobrevivência. No entanto, muitos aspectos de saúde pública relacionados com a prevenção dos pólipos adenomatosos estão ainda em discussão, não existindo acordo sobre os programas de prevenção. Neste contexto, os focos de criptas aberrantes (ACF) podem ter um papel crucial e determinante. São grupos de criptas (pequenos poços, no epitélio do cólon) aberrantes (não normais), que se supõem serem os precursores do cancro colorectal. De facto, de acordo com estudos endoscópicos e experiencias animais, os ACF precedem a eclosão dos adenomas. Assim, se tal for comprovado, isto significa que os ACF terão que ser considerados parte da sequência adenoma-carcinoma.
Este projecto trata da modelação matemática e do processamento de imagens endoscópicas de ACF e pólipos. O projecto requer interacções interdisciplinares e uma estreita colaboração em áreas complementares. O objectivo é auxiliar os médicos em termos do diagnostico, da prevenção e do tratamento do cancro colorectal.
Na modelação, o objectivo é utilizar métodos multi-escala, que envolvem equações de derivadas parciais e métodos de levei-sets, para simular a evolução e a forma geométrica das populações de ACF e pólipos. As simulações serão comparadas com dados experimentais e clínicos. Esta comparação conduzirá a uma avaliação crítica dos modelos e também à introdução de modificações tendo em vista o seu aperfeiçoamento. Estes modelos poderão reproduzir alguns aspectos particulares do comportamento do cólon humano, e revelar alguns mecanismos que seriam impossíveis de prever com experiencias reais. Assim, estes modelos permitirão ter ideia da dinâmica e comportamento dos ACF e pólipos e consequentemente da carcinogénese do cancro colorectal.
No processamento de imagem, o objectivo é desenvolver algoritmos que permitam identificar e classificar os padrões dos ACF e pólipos obtidos in vivo por endoscopia. Em particular, PDE (equações de derivadas parciais) e métodos variacionais serão usados. Observa-se que os métodos actuais utilizados para classificar os ACF e os pólipos são subjectivos. Baseiam-se em observações médicas directas, apenas, e não estão automatizados, nem estandardizados. É necessário ter soluções, fiáveis, capazes de identificar e detectar os ACF e reconhecer e classificar os diversos tipos de pólipos. Neste projecto, as Imagens dos ACF são obtidas com colonoscopia, com cromoscopia e magnificação, e com endoscopia flexível, enquanto as imagens dos pólipos são obtidas com cápsula endoscópica. Os algoritmos de processamento de imagem seriam usados como métodos auxiliares na leitura e análise clínicas, como métodos auxiliares na estandardização dos padrões dos orifícios das criptas e classificação dos padrões dos pólipos, e ainda permitiriam reduzir significativamente o tempo de análise das imagens endoscópicas. Assim, estes algoritmos facilitariam e acelerariam os programas de vigilância e prevenção do cancro colorectal.
O estudo destes tópicos começou em 2007 no Departamento de Matemática da Universidade de Coimbra (UC), com a colaboração de médicos, da Faculdade de Medicina e dos Hospitais da UC. Mais tarde, foi iniciada a colaboração com a University of Texas at Austin. A empresa Glven Imaging é também parceira neste projecto. |