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Pesquisadores desenvolvem software livre para navegar pelo cérebro

Seg, 01 de Outubro de 2018 10:41

Programa permite criar mapas do cérebro de pacientes por meio de imagens obtidas por tomografia ou ressonância magnética

 

Pesquisadores brasileiros acabam de lançar o programa InVesalius, o primeiro software gratuito para neuronavegação. Em combinação com outras técnicas, os programas de neuronavegação permitem aos médicos agir com precisão sobre regiões específicas do cérebro de pacientes para fins diagnósticos, terapêuticos ou de pesquisa.

 

O novo programa, aberto e de uso livre, oferece uma alternativa de baixo custo aos softwares comerciais existentes no mercado. Ele foi desenvolvido por meio de uma colaboração entre pesquisadores do Departamento de Física da USP, em Ribeirão Preto, e o CTI Renato Archer, em Campinas. As características do software e a sua validação experimental acabam de ser publicados na revista Journal of Neuroscience Methods.

 

Estimulação magnética transcraniana

 

O InVesalius foi desenhado para ser utilizado em combinação com a estimulação magnética transcraniana, ou TMS pela sigla em inglês, uma técnica que permite induzir correntes elétricas no cérebro.

 

A TMS é utilizada, entre outras coisas, para testar a integridade dos circuitos nervosos que conectam o cérebro com os músculos. Esses circuitos podem estar danificados após um AVC ou como consequência da evolução de algumas doenças neurodegenerativas, como a esclerose lateral amiotrófica. Se os circuitos estão intactos, os estímulos elétricos da TMS no córtex cerebral produzem movimentos musculares.

 

Uma vantagem da TMS frente a outras técnicas é que ela pode ser aplicada sem necessidade de perfurar o crânio. Em vez de aplicar a corrente elétrica diretamente no cérebro, o equipamento de TMS produz um campo magnético, que por sua vez gera um campo elétrico associado. Esse campo elétrico é capaz de atravessar o crânio e ativar os neurônios, mas para agir sobre uma região concreta do cérebro, o estímulo tem que ser preciso.

 

“A confiabilidade e acurácia da TMS exigem que o posicionamento do estimulador seja guiado por um sistema de navegação virtual, mas os sistemas comerciais são muito caros e possuem limitações quanto às suas aplicações”, explicou Victor Hugo Souza, que ajudou a criar o software durante o seu doutorado, no laboratório do professor Oswaldo Baffa, no Departamento de Física da USP Ribeirão Preto.

 

Os sistemas de neuronavegação comerciais são pouco versáteis. Cada programa é vendido associado a um determinado equipamento, e não pode ser usado com outro. Além disso, o código do software é fechado, pelo que não permite modificações para adaptá-lo à realidade de cada hospital ou centro de pesquisa. Em contrapartida, o InVesalius pode ser associado a diferentes equipamentos e o seu código é livre e aberto, podendo ser alterado por qualquer pessoa.

 

“O Brasil tem uns 7 ou 8 laboratórios de TMS mas só um, em São Paulo, tem um sistema de neuronavegação”, afirma Victor Hugo, que explica que sem o sistema, o médico tem que inferir a localização das regiões de interesse do cérebro do paciente por meio de técnicas menos precisas.

 

Fins educativos

Além da TMS, o InVesalius também pode ser de utilidade para o treinamento de médicos. Em um trabalho recente, publicado na revista 3D Printing in Medicine, Victor Hugo e seus colegas utilizaram o programa para criar e manipular réplicas de cabeças com as que os médicos podem treinar determinados procedimentos.

 

As réplicas utilizadas no trabalho foram feitas com uma impressora 3D, que utilizou como modelo uma reconstrução virtual do cérebro feita pelo InVesalius a partir de imagens de ressonância magnética de pacientes. Uma vez criadas, as réplicas foram testadas por médicos experientes, que utilizaram o software para localizar regiões específicas. Questionados pelo realismo e utilidade, a grande maioria avaliou as réplicas e a técnica positivamente.

 

O InVesalius pode ser baixando livremente no Portal do Software Público Brasileiro ou na página da CTI Renato Archer.

 

Fonte: Jornal da Ciência, 27/09/2018, com informações Jornal da USP

Programa permite criar mapas do cérebro de pacientes por meio de imagens obtidas por tomografia ou ressonância magnética

Pesquisadores brasileiros acabam de lançar o programa InVesalius, o primeiro software gratuito para neuronavegação. Em combinação com outras técnicas, os programas de neuronavegação permitem aos médicos agir com precisão sobre regiões específicas do cérebro de pacientes para fins diagnósticos, terapêuticos ou de pesquisa.

O novo programa, aberto e de uso livre, oferece uma alternativa de baixo custo aos softwares comerciais existentes no mercado. Ele foi desenvolvido por meio de uma colaboração entre pesquisadores do Departamento de Física da USP, em Ribeirão Preto, e o CTI Renato Archer, em Campinas. As características do software e a sua validação experimental acabam de ser publicados na revista Journal of Neuroscience Methods.

Estimulação magnética transcraniana

O InVesalius foi desenhado para ser utilizado em combinação com a estimulação magnética transcraniana, ou TMS pela sigla em inglês, uma técnica que permite induzir correntes elétricas no cérebro.

A TMS é utilizada, entre outras coisas, para testar a integridade dos circuitos nervosos que conectam o cérebro com os músculos. Esses circuitos podem estar danificados após um AVC ou como consequência da evolução de algumas doenças neurodegenerativas, como a esclerose lateral amiotrófica. Se os circuitos estão intactos, os estímulos elétricos da TMS no córtex cerebral produzem movimentos musculares.

Uma vantagem da TMS frente a outras técnicas é que ela pode ser aplicada sem necessidade de perfurar o crânio. Em vez de aplicar a corrente elétrica diretamente no cérebro, o equipamento de TMS produz um campo magnético, que por sua vez gera um campo elétrico associado. Esse campo elétrico é capaz de atravessar o crânio e ativar os neurônios, mas para agir sobre uma região concreta do cérebro, o estímulo tem que ser preciso.

“A confiabilidade e acurácia da TMS exigem que o posicionamento do estimulador seja guiado por um sistema de navegação virtual, mas os sistemas comerciais são muito caros e possuem limitações quanto às suas aplicações”, explicou Victor Hugo Souza, que ajudou a criar o software durante o seu doutorado, no laboratório do professor Oswaldo Baffa, no Departamento de Física da USP Ribeirão Preto.

Os sistemas de neuronavegação comerciais são pouco versáteis. Cada programa é vendido associado a um determinado equipamento, e não pode ser usado com outro. Além disso, o código do software é fechado, pelo que não permite modificações para adaptá-lo à realidade de cada hospital ou centro de pesquisa. Em contrapartida, o InVesalius pode ser associado a diferentes equipamentos e o seu código é livre e aberto, podendo ser alterado por qualquer pessoa.

“O Brasil tem uns 7 ou 8 laboratórios de TMS mas só um, em São Paulo, tem um sistema de neuronavegação”, afirma Victor Hugo, que explica que sem o sistema, o médico tem que inferir a localização das regiões de interesse do cérebro do paciente por meio de técnicas menos precisas.

Fins educativos

Além da TMS, o InVesalius também pode ser de utilidade para o treinamento de médicos. Em um trabalho recente, publicado na revista 3D Printing in Medicine, Victor Hugo e seus colegas utilizaram o programa para criar e manipular réplicas de cabeças com as que os médicos podem treinar determinados procedimentos.

As réplicas utilizadas no trabalho foram feitas com uma impressora 3D, que utilizou como modelo uma reconstrução virtual do cérebro feita pelo InVesalius a partir de imagens de ressonância magnética de pacientes. Uma vez criadas, as réplicas foram testadas por médicos experientes, que utilizaram o software para localizar regiões específicas. Questionados pelo realismo e utilidade, a grande maioria avaliou as réplicas e a técnica positivamente.

O InVesalius pode ser baixando livremente no Portal do Software Público Brasileiro ou na página da CTI Renato Archer.

Jornal da USP

 
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