O Câncer Cerebral Infantil é hoje um dos maiores problemas de saúde pública, sobretudo quando se destaca o elevado e crescente número de ocorrências, que chama a atenção com relação ao problema, e assim, leva-nos a observar a necessidade da redução no tempo entre o início da doença e do seu diagnóstico, de forma que se possa aumentar a taxa de sobrevida das crianças acometidas por esta enfermidade [1].

O diagnóstico precoce desse tipo de doença pode mitigar o problema, entretanto, esse tipo de diagnóstico requer exames realizados por grandes e caros equipamentos, o que pode levar dias para ser realizado [1], e muitas vezes não sendo acessíveis a grande população, pois é encontrados apenas em centros de diagnósticos por imagem e hospitais.

A utilização de micro-ondas de campo próximo para geração de imagens médicas é uma inovação. Estas imagens por micro-ondas de campo próximo permitirão ao médico diagnosticar precocemente o tumor cerebral infantil, conforme resultados dos trabalhos de [2], [3].

Este sistema, ainda em desenvolvimento, necessita de ambientes de teste e calibração. Para isso trabalhos de pesquisa para detecção de tumores por imagens por micro-ondas como [3] e [4] utilizaram, em sua fase inicial, Phantons como alternativa ao uso em humanos.

Phantons, segundo Xu [4], são modelos matemáticos, na forma de matrizes ou modelos físicos, quando fabricados com tecidos bioartificiais. O Phantom possui a capacidade de simular os tecidos biológicos, de maneira a eliminar a necessidade dos testes em humanos ou animais nas fases iniciais do desenvolvimento, o que levaria a exposições excessivas a radiação eletromagnética durante todo o processo.

Durante o desenvolvimento do Phantom, faz-se necessário o uso de materiais ATE (do inglês Artificial Tissue Emulating), ou seja, de materiais que simulem certas propriedades dos tecidos vivos.

No caso especifico de Phantons para teste de sistemas de imagens por micro-ondas, procura-se por materiais que tenham constantes dielétricas (Ɛr) semelhantes as encontradas em tecidos vivos. As constantes dielétricas de tecidos vivos já foram relatadas em diversos estudos [5] [6].

No caso de câncer, precisa-se averiguar a diferença entre a Ɛr do tecido sadio e do tecido doente. Por exemplo, tumores na região da mama são de fácil detecção, já que sua Ɛr vária em até 1070% [6], na faixa de 5GHz em relação ao tecido sadio.

Já tumores cerebrais infantis (atual desenvolvimento do grupo), possuem uma diferença bem mais sutil, na ordem de 15% segundo a ref. [6],  para a mesma faixa de frequência. Isto se torna um fator complicador, já que a seleção de materiais ATE, deverá levar em conta essas nuances. Diversos tipos de materiais podem ser utilizados, como por exemplo materiais líquidos (água ou etanol), materiais semilíquidos (gel), semissólidos (gelatinas) e materiais sólidos (polímeros) [7].

 

Atualmente estamos realizando o desenvolvimento da terceira geração de Phantons para o avanço das pesquisas de imagens por micro-ondas para detecção de câncer cerebral infantil de maneira a contribuir para o aumento da sobrevida de crianças acometidas por esta doença.

REFERÊNCIAS

1 – BARON, M. C. Advances in care of children with brain tumors. Journal of Neuroscience Nursing, Glenview, v. 23, n. 1, p. 39-43, Feb. 1991.

2 – CHEW, Kim Mey et al. Human Brain Microwave Imaging Signal Processing: Frequency Domain (S-parameters) to Time Domain Conversion. Engineering, v. 5, n. 05, p. 31, 2013.

3- RAGHAVAN, S.; RAMARAJ, M. An Overview of Microwave Imaging towards for Breast Cancer Diagnosis. Session 2A9, p. 338, 2012.

4 – XU, X. G. Computational phantoms for radiation dosimetry: A 40-year history of evolution. In: XU, X. G.; ECKERMAN, K. F. (Ed.). Handbook of Anatomical Models for Radiation Dosimetry. Boca Raton: Taylor & Francis, 2010. p. 3–5.

5 – S Gabriel, R W Lau, C Gabriel; The dielectric properties of biological tissues: II. Measurements in the frequency range 10 Hz to 20 GHz. Physics in Medicine and Biology, v. 41, n. 11, p. 2251, 1996.

6 – Yoo. The Dielectric Properties of Cancerous Tissues in a Nude Mouse Xenograft Model. Bioelectromagnetics, v. 25, p. 492, 2004.

7 – T. Mobashsher, A. M. Abbosh. Artificial Human Phantoms: Human proxy in testing microwave apparatus that have electromagnetic interaction with the human body. IEEE Microwave Magazine. v. 16, p. 42, 2015

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