Ultrassom 3D e IA transformam diagnóstico de má-formação fetal

A medicina fetal vive uma revolução silenciosa, mas visível nas telas de alta resolução. Antes eram borrões em preto e branco. Hoje, são mapas detalhados que definem o futuro de famílias graças à tecnologia de imagens 3D, às realidades virtual e aumentada e ao metaverso. Esta tecnologia está transformando o diagnóstico de más-formações e doenças congênitas durante o pré-natal.

O caso dos siameses

Um estudo que publicamos no periódico Ultrasound in Obstetrics & Gynecology no início deste ano destacou a importância da ultrassonografia 3D (tridimensional) no 1º trimestre da gestação para o diagnóstico e aconselhamento parental de gêmeos craniópagos, ou seja, unidos pela cabeça. Essa condição é extremamente rara, sendo registrada em cerca de 1 a cada 2,5 milhões de nascimentos, e ilustra como a tecnologia pode ser decisiva.

O caso foi acompanhado por mim em parceria com uma equipe multidisciplinar do Instituto Estadual do Cérebro Paulo Niemeyer, no Rio de Janeiro. Tudo começou com o diagnóstico em uma jovem de 21 anos com 13 semanas de gestação de gêmeos unidos pelo crânio.

Inicialmente, o ultrassom 2D (bidimensional) comum, apesar de mostrar a fusão craniana, deixava uma incerteza sobre a separação dos cérebros em virtude da dificuldade de visualização causada pelo movimento fetal e a limitada manobrabilidade da sonda.

Para nós, um dos maiores desafios foi determinar a máxima precisão anatômica para que a equipe médica e os pais pudessem tomar decisões informadas sobre os bebês. Era necessário identificar se eles compartilhavam tecido cerebral. Esta condição influenciava diretamente no prognóstico e na possibilidade de separação cirúrgica.

Foi então que a tecnologia 3D fez a diferença. Utilizando imagens volumétricas adquiridas por meio de ultrassom transvaginal e reanalisadas com software especializado, foi possível identificar e delinear 2 cérebros separados, claramente divididos pela dura-máter, a membrana que envolve o órgão.

As reconstruções volumétricas 3D ofereceram uma visualização muito mais clara dos fetos e suas relações anatômicas. Essa informação, obtida tão precocemente, foi vital. Ela permitiu à equipe neurocirúrgica avaliar a viabilidade da separação cerebral e influenciou positivamente o aconselhamento dos pais.

Nova fronteira para o planejamento cirúrgico

A precisão fornecida pela ultrassonografia 3D é apenas o ponto de partida para a revolução que a IA (Inteligência Artificial), as realidades virtual e aumentada e a impressão 3D estão promovendo na medicina fetal. Essas tecnologias criam um ambiente de planejamento cirúrgico mais seguro e previsível.

Os algoritmos de IA são treinados para analisar rapidamente exames de imagem como ultrassom e RM (Ressonância Magnética) e segmentá-los, ou seja, identificar e isolar automaticamente as estruturas de interesse.

Com esses dados sobre o cérebro, o crânio e os vasos sanguíneos separados, uma equipe de designers do Biodesing Lab –laboratório de inovação e saúde da PUC-Rio/Dasa– utilizou a IA para reconstruir modelos 3D detalhados da anatomia. Assim, conseguimos mapear conexões complexas e compartilhadas. No caso dos gêmeos craniópagos, esse passo foi essencial para entender as relações cerebrais e vasculares deles.

Com os modelos 3D digitais prontos, eles foram inseridos em um ambiente de metaverso e acessados por meio de óculos de RV (realidade virtual). Isso possibilitou à equipe de cirurgia realizar ensaios virtuais da operação. Os cirurgiões puderam, então, navegar pelas estruturas, planejar os pontos de corte, visualizar possíveis complicações, testar diferentes abordagens. A equipe foi treinada em um ambiente seguro e controlado.

Mas além do virtual, a impressão 3D também contribuiu com detalhamento do caso com base na produção de modelos físicos e exatos dos gêmeos. Tocar nas réplicas permitiu que a equipe adquirisse uma compreensão tátil da profundidade e das relações espaciais, o que complementou a visualização digital e facilitou a tomada de decisões cirúrgicas mais precisas.

A IA como “copiloto” na obstetrícia

A aplicação dessa tecnologia não se restringe a situações raras. A inteligência artificial está remodelando o dia a dia do pré-natal e um dos grandes avanços está no monitoramento do crescimento fetal.

Nós publicamos recentemente um outro estudo no Journal of Clinical Ultrasound que discute como a IA auxilia o manejo da restrição de crescimento fetal. Nós utilizamos algoritmos para automatizar medições biométricas com precisão superior à manual e analisar curvas de crescimento e fluxos sanguíneos para visualizar riscos com antecedência. Isso permite intervenções mais rápidas e personalizadas, garantindo que o bebê nasça no momento mais seguro.

Corações virtuais

O coração fetal, por ser um órgão pequeno e em constante movimento, sempre foi um desafio para o ultrassom convencional, mas a tecnologia 3D e a Realidade Virtual estão mudando isso para o diagnóstico de cardiopatias congênitas.

Em outro estudo do nosso grupo, também publicado em periódico internacional recentemente, mostramos como a segmentação do coração fetal em ambiente de Realidade Virtual facilita o entendimento de anomalias complexas.

Ao transformar o exame em um modelo imersivo, discutimos como médicos podem “navegar” por dentro das câmaras cardíacas do feto. E isso passa a ser uma grande ferramenta para planejar cirurgias cardíacas logo após o nascimento.

Neste ano, assinamos ainda um estudo que reforça o valor desses modelos virtuais e físicos para a avaliação das cardiopatias congênitas. E a precisão se estende a diagnósticos mais raros e sutis.

Um exemplo é a detecção pré-natal da vesícula biliar em gorro frígio, uma dobra anatômica específica. O estudo recente demonstra como o ultrassom 3D e a Ressonância Magnética permitem identificar essa variação ainda no útero. Embora benigna, seu reconhecimento correto evita confusões com outras patologias mais graves, tranquilizando a família e a equipe médica.

O futuro com Realidade Estendida e a medicina 4.0

Estamos caminhando para a era da XR (Realidade Estendida) na radiologia e refletimos sobre este tema em um artigo que publicamos também neste ano na revista La Radiologia Medica. Mostramos que a fusão das Realidades Virtual, aumentada e mista, está criando mecanismos de ensino e diagnóstico. Não se trata apenas de ver melhor, mas de interagir com a imagem.

O estudo explora como essas tecnologias estão sendo cada vez mais aplicadas, sobretudo no aprimoramento do diagnóstico, no auxílio à navegação durante procedimentos intervencionistas, no cuidado direto com o paciente e no treinamento e na simulação para radiologistas.

Este estudo de revisão enfatiza o potencial significativo da XR para melhorar o cuidado clínico e a necessidade urgente de mais pesquisa e desenvolvimento para explorar completamente suas capacidades no futuro da saúde.

A chamada medicina 4.0 integra essas tecnologias digitais para empoderar a decisão clínica. O foco deixa de ser apenas a cura da doença e passa a ser a predição e a personalização do cuidado.

Seja na separação complexa de gêmeos, seja na medição rotineira do abdômen fetal. A tecnologia está lá. Ela atua como uma extensão da sabedoria médica, corroborando a precisão, a previsibilidade e a ciência brasileira para que se desenvolva com um futuro de cuidado ainda mais efetivo.

Este texto foi republicado de The Conversation sob licença Creative Commons. Leia o texto original aqui.