Estimativa de parâmetros termofísicos da mama e de suas anomalias a partir do mapeamento de temperaturas da superfície de imagens por infravermelho

Abstract

O câncer de mama é uma doença com alta incidência no Brasil e no mundo. Desta forma, é necessária a implantação de programas de saúde eficazes na prevenção e na detecção precoce do câncer de mama. Na formação de um novo tumor ocorre o processo de neoangiogênese, elevando o fluxo sanguíneo na região do nódulo, provocando um aumento de temperatura local. Este aumento de temperatura pode ser percebido na superfície da mama através de imagens termográficas. Indica-se a utilização de imagem por infravermelho como um exame complementar para auxiliar na detecção precoce do câncer de mama, influenciando na redução da taxa de mortalidade. A obtenção de valores reais das propriedades termofísicas em tecidos humanos, especialmente da mama, deve-se principalmente à dificuldade de medir tais propriedades in vivo. Adicionalmente, estas variam com a idade da mulher. Este trabalho se integra e complementa dois trabalhos desenvolvidos anteriormente para o mesmo projeto, denominado “Análise da viabilidade do uso da câmera termográfica como ferramenta auxiliar no diagnóstico de câncer de mama em hospital público localizado em clima tropical”. Em um dos trabalhos, foram estimados parâmetros termofísicos através de processos de otimização aplicados ao problema inverso utilizando apenas o ponto de temperatura máxima da imagem termográfica. No outro trabalho, foi desenvolvida uma ferramenta computacional capaz de obter as temperaturas experimentais da superfície da mama através de técnicas de mapeamento de textura. Esta dissertação tem como objetivo estimar as propriedades termofísicas de condutividade térmica e perfusão sanguínea da mama e suas anomalias utilizando o mapeamento das temperaturas superficiais da mama obtidas a partir de imagens por infravermelho da paciente. Nesta dissertação foram analisados uma paciente portadora de neoplasia maligna e um fantoma de dorso feminino. Dos resultados das simulações numéricas usando um método inverso e a Equação da Biotransferência de Calor, conclui-se que o Método Determinístico de Programação Quadrática Sequencial (SQP) não garante que os valores obtidos das variáveis verificadas representem o mínimo global da função objetivo do problema de otimização. Desta maneira, não se recomenda a utilização de Programação Matemática para estimativa de parâmetros termofísicos da mama e suas anomalias usando o mapeamento de suas temperaturas superficiais, medidas através de imagens termográficas.