Os pesquisadores desenvolveram um método de imagem química que identifica o câncer de cólon com mais precisão e eficiência do que os métodos tradicionais.

O câncer de cólon é o quarto tipo de câncer mais comum no Reino Unido, causando 16, 000 mortes a cada ano. A intervenção precoce garante a maior chance de sobrevivência, mas os sintomas muitas vezes podem ser confundidos com outras doenças.

Este novo método usa análise de computador para melhorar as técnicas de imagem infravermelha e produzir resultados mais precisos, pavimentando o caminho para os médicos diagnosticarem pacientes com mais eficiência.

"Fotografias químicas"

A equipe de pesquisa do Departamento de Engenharia Química do Imperial College London usou imagens espectroscópicas de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) para produzir 'fotografias químicas' de amostras de tecido de biópsia, variando de saudáveis ​​a cancerosas.

A imagem FTIR envolve iluminar um feixe infravermelho em uma amostra e medir o quanto dessa luz é absorvida em diferentes frequências, que é usado para produzir uma referência visual da composição química da amostra.

Os resultados, publicado em Química Analítica e Bioanalítica , mostram diferenças químicas significativas nas amostras em diferentes estágios da doença. Isso é importante porque as mudanças celulares ocorrem em um nível químico antes que qualquer deformidade física ocorra, permitindo que os médicos detectem mudanças desde o início.

Este estudo demonstra o valor do uso de imagens espectroscópicas FTIR como uma ferramenta de diagnóstico para câncer de cólon, ao lado de ferramentas como colonoscopia, cirurgia e histopatologia.

Produzindo modelos preditivos

Os pesquisadores também usaram um programa classificador de floresta aleatória (RF) para analisar os dados da imagem espectroscópica. Ao fazer isso, eles demonstraram pela primeira vez que apenas a região da impressão digital do espectro infravermelho médio (7 a 10 micrômetros) é importante no diagnóstico de malignidade cancerosa.

Isso é significativo porque os dados retirados de uma faixa mais ampla do espectro correm maior risco de distorção do espalhamento de Mie, onde as partículas de luz se espalham, que só pode ser corrigido com uma lente corretiva ou um algoritmo de computador complexo.

Usando apenas os dados da região da impressão digital, cada um desses processos demorados pode ser eliminado, e o treinamento de equipamentos para os médicos tornou-se menos demorado.

Aplicação em ambientes clínicos

Embora este estudo tenha se restringido à detecção de câncer de cólon, os pesquisadores usaram os resultados para criar modelos que têm o potencial de serem aplicados a outros tipos de câncer difíceis de diagnosticar, como o câncer de esôfago, e até anomalias não cancerosas.

A pesquisadora principal, Sra. Cai Li Song, disse:"Demonstramos uma patologia digital sem rótulo por meio da técnica de imagem espectroscópica de infravermelho com quimiometria subsequente para nos permitir diferenciar pólipos benignos e malignos do cólon. Os resultados nos incentivam a transferir essa técnica para ambientes clínicos reais para melhorar a detecção de doenças. "

O professor Sergei Kazarian acrescentou:"Há urgência no desenvolvimento de novas técnicas, que pode identificar os estágios iniciais do câncer de uma forma que vai além das abordagens atuais da histopatologia, a fim de aumentar as taxas de sobrevida.

A combinação de imagens espectroscópicas com abordagens avançadas de aprendizado de máquina ajudará na detecção e compreensão precoces do câncer. Há uma empolgação em ter uma precisão aprimorada que promete avanços na detecção precoce do câncer e na diferenciação dos estágios da doença.

Cai Li Song, um excelente Ph.D. pesquisador do meu grupo, obteve os dados espectrais de alta qualidade e aplicou a seleção inovadora de características espectrais à classificação do câncer de cólon com alta precisão, trazendo assim a imagem espectroscópica mais perto da aceitação clínica. "