The Incredible Cancer-Detecting Potential of Photoacoustic Imaging | Lei Li | TED

Tradutor: Maurício Kakuei Tanaka Revisor: Jorge Santos

Breast cancer is one of the leading causes of cancer deaths globally.

Câncer de mama é uma das principais causas de morte por câncer em todo o mundo.

About one in eight US women will develop invasive breast cancer

Cerca de uma em cada oito mulheres dos EUA desenvolverá câncer de mama invasivo

over the course of their lifetime.

ao longo da vida.

And globally, millions of women suffer from breast cancer every year.

No mundo, milhões de mulheres sofrem de câncer de mama todos os anos.

But it is quite treatable if detected early.

Mas é possível tratá-lo se for detectado precocemente.

Right now, actually, mammography is the gold standard

Neste momento, na verdade, a mamografia é o padrão ouro

for breast cancer diagnosis.

para o diagnóstico de câncer de mama.

But mammography has a 10 percent chance of missed detection.

Mas a mamografia tem 10% de chance de detecção perdida.

Thousands of lives could be lost each year

Milhares de vidas podem ser perdidas a cada ano

because of this 10 percent.

por causa desses 10%.

Today, I’m going to introduce a new technology:

Hoje vou apresentar uma nova tecnologia:

photoacoustic imaging.

processamento de imagens fotoacústicas.

As you can see,

Como podemos ver,

it provides a much clearer image,

esse processamento fornece uma imagem muito mais clara,

leading to a more accurate diagnosis.

levando a um diagnóstico mais preciso.

It will be affordable, just like an ultrasound scan.

Será acessível, como uma ultrassonografia.

It's painless and fast,

É indolor e rápido,

taking only 15 seconds to scan the entire breast in 3D.

levando apenas 15 segundos para escanear toda a mama em 3D.

E resultados imediatos serão entregues aos pacientes.

And immediate results will be delivered to the patients.

Além das imagens da mama,

Beyond breast imaging,

this technology will broadly transform how we see inside our bodies --

essa tecnologia transformará amplamente nosso modo de ver o corpo por dentro

and, maybe one day, even allow us to diagnose cancer

e, talvez um dia, até nos permita diagnosticar câncer

via a wearable watch-like device

por um dispositivo semelhante a um relógio

that monitors circulating tumor cells.

que monitora células tumorais circulantes.

So what is photoacoustic imaging?

Então, o que é o processamento de imagens fotoacústicas?

Baseado em um efeito fotoacústico,

Based on a photoacoustic effect,

it is a conversion of light energy into sound energy.

é uma conversão de energia luminosa em energia sonora.

We shot a gentle laser pulse onto the tissue.

Disparamos um pulso suave de laser no tecido.

The light is absorbed, raising its temperature a bit.

A luz é absorvida,

aumentando um pouco a temperatura.

The rise in temperature leads to a tiny fraction of volume expansion,

O aumento da temperatura

leva a uma minúscula fração de expansão do volume,

which, in turn, generates acoustic waves.

que, por sua vez, gera ondas acústicas.

Sensors process those sound signals,

Sensores processam esses sinais sonoros,

resulting in a high-resolution image

resultando em uma imagem de alta resolução

whose level of clarity and detail far surpasses

cujo nível de clareza e de detalhes supera muito

what you've got with traditional CT scans or ultrasound.

o que obtemos com ultrassom ou tomografias tradicionais.

Now, about me.

Agora, sobre mim.

I started out in industrial optics,

Comecei na óptica industrial,

but changed direction

mas mudei de rumo

after my grandparents died of cancer and stroke.

depois que meus avós morreram de câncer e AVC.

I realized that we needed better imaging technology

Percebi que precisávamos de uma melhor tecnologia de processamento de imagens

to aid early diagnosis

para auxiliar no diagnóstico precoce

and to provide a better understanding of the diseases.

e fornecer um melhor entendimento das doenças.

So I decided to devote myself to biomedical optical imaging.

Decidi me dedicar ao processamento de imagens ópticas biomédicas.

I now research and develop next generation medical imaging

Agora pesquiso e desenvolvo processamento de imagens médicas de última geração

with applications ranging from diagnosing cancer

com aplicações desde diagnóstico de câncer até mapeamento de funções cerebrais

to mapping brain functions

and navigating medical micro robots for drug delivery.

e navegação de microrrobôs médicos para entrega de medicamentos.

Here are some examples showing what we can do.

Eis alguns exemplos que mostram o que podemos fazer.

Considerem este camundongo.

Take this mouse.

The mouse has been virtually sliced into 600 pieces from head to toe.

O camundongo foi praticamente fatiado em 600 pedaços da cabeça aos pés.

It took only 12 seconds to complete the whole body scan.

Levou apenas 12 segundos para completar a varredura do corpo inteiro.

It looks a little like a mouse carpaccio.

Parece um carpaccio de camundongo.

(Laughter)

(Risos)

But don't worry, no mice were hurt during the imaging.

Mas não se preocupem, nenhum camundongo foi ferido.

(Laughter)

(Risos)

Neste próximo vídeo,

In this next video,

we hold the animal, another mouse, in position to image its liver.

seguramos o animal, outro camundongo, para criar imagens de seu fígado.

The liver has a lot of blood vessels inside.

O fígado tem muitos vasos sanguíneos internos.

You can see them as a tree-like network.

Podemos vê-los como uma rede semelhante a uma árvore.

Because our imaging exposure time is too short, only 15 microseconds,

Como nosso tempo de exposição da imagem é muito curto, apenas 15 microssegundos,

there is no blur at all,

não há desfoque algum,

despite the movement of the animal during the imaging.

apesar do movimento do animal durante o processamento de imagens.

The mouse is breathing normally,

O camundongo está respirando normalmente,

and every frame in our video is clear.

e cada quadro de nosso vídeo é claro.

With each slice we can clearly see the internal structure

Com cada fatia, podemos ver claramente a estrutura interna

and the blood vessel network.

e a rede de vasos sanguíneos.

This enables us to differentiate a tumor from normal tissue.

Isso nos permite diferenciar um tumor de um tecido normal.

The light dose we use is well below the safety limit,

A dose de luz que usamos está bem abaixo do limite de segurança

and we don't need to inject any contrast agents.

e não precisamos injetar nenhum agente de contraste.

It is totally non-invasive.

É totalmente não invasivo.

Agora vou dar um exemplo um pouco mais relevante.

Now, for an example, that is a little closer to home.

This is a side by side comparison of human brain images.

Esta é uma comparação lado a lado de imagens do cérebro humano.

On the left, you see an image from an MRI.

À esquerda, vemos uma imagem de uma ressonância magnética.

On the right, from photoacoustic imaging.

À direita, do processamento de imagens fotoacústicas.

Photoacoustic imaging can reveal detailed vasculature,

Imagens fotoacústicas podem revelar vasculatura detalhada,

but with even faster detection of the brain functions

mas com detecção ainda mais rápida das funções cerebrais

and without using the costly high-magnetic field.

e sem usar o custoso campo magnético de alta intensidade.

What you are seeing here is the brain's activity,

Vemos aqui a atividade cerebral,

where a patient, now a human this time,

quando um paciente, desta vez um ser humano,

taps his finger, puckers his lips,

bate o dedo, franze os lábios,

taps his tongue and is listening and thinking of words.

bate a língua

e está ouvindo e pensando em palavras.

Although I don't have a visual for it, I'd like to share one more example.

Embora eu não tenha um recurso visual, gostaria de compartilhar mais um exemplo.

In science fiction,

Na ficção científica,

micro robots enter our bodies to cure diseases

microrrobôs entram em nosso corpo para curar doenças

in hard-to-reach areas.

em áreas de difícil acesso.

However, in reality,

No entanto, na realidade,

locating, guiding and controlling them inside of the body is a big challenge.

localizá-los, guiá-los e controlá-los dentro do corpo é um grande desafio.

Just like the satellites in space guiding cars to their destinations,

Assim como os satélites no espaço guiam os carros para o destino deles,

a photoacoustic imaging system outside the body

um sistema de imagens fotoacústicas fora do corpo

can serve similarly as a GPS for the micro robots.

pode servir de forma semelhante a um GPS para os microrrobôs.

Biomedical optics has come a long way.

A óptica biomédica percorreu um longo caminho.

The microscope used every day in modern medical diagnosis

O microscópio usado todos os dias no diagnóstico médico moderno

was invented in the 17th century,

foi inventado no século 17,

which revolutionized 19th century medicine by letting us see into a cell.

que revolucionou a medicina do século 19

e nos permitiu ver dentro de uma célula.

Then, optical coherence tomography developed in 1990s

Depois, a tomografia de coerência óptica, desenvolvida na década de 1990,

increased optical penetration to 1 millimeter,

aumentou a penetração óptica para 1 mm,

bringing huge benefits to clinical care for skin and eyes.

trazendo enormes benefícios para o cuidado clínico de pele e olhos.

Now, photoacoustic imaging,

Agora, o processamento de imagens fotoacústicas,

first adopted for medical use in the 2000s,

adotado pela primeira vez para uso médico nos anos 2000,

allows us to see even more,

nos possibilita ver ainda mais,

allowing penetration by another order of magnitude,

permitindo a penetração por outra ordem de magnitude,

to several centimeters,

para vários centímetros,

allowing organ-level in vivo human imaging.

consentindo, em nível orgânico, imagens dentro de um organismo vivo.

Photoacoustic imaging is a highly-active and a fast-growing research field.

Esse processamento é um campo de pesquisa altamente ativo e de rápido crescimento.

Using microwaves instead of light,

Usando microondas em vez de luz,

this imaging method holds promises for whole body penetration in humans

esse método de processamento de imagens promete penetrar todo o corpo humano

in the future.

no futuro.

We are hoping that the further advancement of this technology

Esperamos que o avanço adicional dessa tecnologia

will aid early diagnosis of cancer and brain diseases,

ajude no diagnóstico precoce de câncer e doenças cerebrais,

ultimately benefiting global health.

beneficiando, no final, a saúde global.

I hope you all can share my excitement over this fast-growing field

Espero que todos vocês possam compartilhar minha emoção

com esse campo de rápido crescimento

and hope you'll join us in advancing the technology.

e se juntem a nós no avanço da tecnologia.

Thank you.

Obrigado.

(Aplausos)

(Applause)