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

Tradutor: Hugo Sousa Revisora: Eliana Santos

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

O cancro da mama é uma das principais causas das mortes por cancro

a nível mundial.

About one in eight US women will develop invasive breast cancer

Nos EUA, cerca de uma em oito mulheres vai desenvolver cancro da mama invasivo

over the course of their lifetime.

ao longo da sua vida.

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

E a nível mundial, milhões de mulheres sofrem de cancro da mama todos os anos.

But it is quite treatable if detected early.

Mas o tratamento é possível se for detetado precocemente.

Right now, actually, mammography is the gold standard

Atualmente, a mamografia é considerada a prática de excelência

for breast cancer diagnosis.

para o diagnóstico do cancro da mama.

But mammography has a 10 percent chance of missed detection.

Mas há uma probabilidade de falha de 10% na deteção através da mamografia.

Thousands of lives could be lost each year

Podemos perder milhares de vidas todos os anos à custa destes 10%.

because of this 10 percent.

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

Hoje, vou introduzir uma nova tecnologia: a imagiologia fotoacústica.

photoacoustic imaging.

As you can see,

Como podem ver, dá-nos uma imagem muito mais clara,

it provides a much clearer image,

leading to a more accurate diagnosis.

o que leva a um diagnóstico mais preciso.

It will be affordable, just like an ultrasound scan.

Será acessível, tal como uma ecografia.

It's painless and fast,

É indolor e rápido,

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

demora apenas 15 segundos a examinar toda a mama em 3D.

And immediate results will be delivered to the patients.

E os pacientes terão acesso imediato aos seus resultados.

Para além da imagiologia da mama,

Beyond breast imaging,

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

esta tecnologia vai transformar a forma de ver o interior dos nossos corpos —

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

e, talvez um dia, até nos permita diagnosticar o cancro

via a wearable watch-like device

com um aparelho que se coloque como um relógio

that monitors circulating tumor cells.

e que vigie as células tumorais em circulação.

So what is photoacoustic imaging?

O que é a imagiologia fotoacústica?

Based on a photoacoustic effect,

Baseia-se no efeito fotoacústico,

it is a conversion of light energy into sound energy.

a conversão de energia luminosa em energia sonora.

We shot a gentle laser pulse onto the tissue.

Emitimos um impulso laser suave para o tecido.

The light is absorbed, raising its temperature a bit.

A luz é absorvida, o que faz a temperatura subir um pouco.

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

Ao subir, a temperatura leva a um pequeno aumento no volume,

which, in turn, generates acoustic waves.

que, por sua vez, gera ondas acústicas.

Sensors process those sound signals,

Os sensores processam estes sinais sonoros,

resulting in a high-resolution image

o que dá origem a uma imagem de alta resolução

whose level of clarity and detail far surpasses

cujo nível de claridade e detalhe ultrapassa de longe

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

os dados de qualquer tomografia ou ecografia tradicional.

Now, about me.

E agora, a minha história.

I started out in industrial optics,

Comecei na ótica industrial, mas alterei o meu rumo

but changed direction

after my grandparents died of cancer and stroke.

após a morte dos meus avós devido ao cancro e a um derrame.

I realized that we needed better imaging technology

Apercebi-me de que era necessário haver melhor tecnologia na imagiologia

to aid early diagnosis

para auxiliar o diagnóstico precoce

and to provide a better understanding of the diseases.

e possibilitar uma melhor compreensão das doenças.

So I decided to devote myself to biomedical optical imaging.

Por isso decidi dedicar-me à imagiologia ótica biomédica.

I now research and develop next generation medical imaging

Agora pesquiso e desenvolvo imagiologia médica da próxima geração

with applications ranging from diagnosing cancer

cuja aplicação vai desde o diagnóstico do cancro

to mapping brain functions

ao mapeamento de funções do cérebro

and navigating medical micro robots for drug delivery.

e a pilotar micro robôs médicos para administrar medicamentos.

Here are some examples showing what we can do.

Aqui temos alguns exemplos daquilo que podemos fazer.

Take this mouse.

Vejam este rato.

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

O rato foi dividido de forma virtual em 600 partes da cabeça aos pés.

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

Só demorou 12 segundos para examinar o corpo inteiro.

It looks a little like a mouse carpaccio.

Até parece um carpaccio de rato.

(Laughter)

(Risos)

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

Não se preocupem, não se magoou nenhum rato no exame.

(Laughter)

(Risos)

In this next video,

Neste próximo vídeo,

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

seguramos outro rato na posição certa para examinar o seu fígado.

The liver has a lot of blood vessels inside.

O fígado tem muitos vasos sanguíneos no seu interior.

You can see them as a tree-like network.

Podem ver que formam uma espécie de rede em árvore.

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

Como o tempo de exposição das imagens é tão curto, apenas 15 microssegundos,

there is no blur at all,

nada fica desfocado,

despite the movement of the animal during the imaging.

apesar do movimento do animal durante o exame.

The mouse is breathing normally,

O rato está a respirar normalmente, e cada fotograma do nosso vídeo é nítido.

and every frame in our video is clear.

With each slice we can clearly see the internal structure

Cada fatia permite-nos ver de forma clara a estrutura interna

and the blood vessel network.

e a rede de vasos sanguíneos.

This enables us to differentiate a tumor from normal tissue.

Isto permite-nos distinguir entre um tumor e tecido normal.

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

A dose que usamos é leve e está bem abaixo do limite de segurança,

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

e não há necessidade de injetar qualquer meio de contraste.

It is totally non-invasive.

É totalmente não invasivo.

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

E agora, um exemplo que nos é mais próximo.

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

Temos aqui uma comparação lado-a-lado de imagens do cérebro humano.

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

À esquerda, temos uma imagem de uma ressonância magnética.

On the right, from photoacoustic imaging.

À direita, da imagiologia fotoacústica.

Photoacoustic imaging can reveal detailed vasculature,

A imagiologia fotoacústica revela vasculatura detalhada,

but with even faster detection of the brain functions

mas deteta ainda mais rápido as funções do cérebro

and without using the costly high-magnetic field.

e fá-lo sem usar um campo magnético forte, que seria dispendioso.

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

O que estão a ver é a atividade do cérebro,

where a patient, now a human this time,

o paciente, neste caso um humano, está a dar um toque com o dedo,

taps his finger, puckers his lips,

a franzir os lábios, a bater com a língua, e está a ouvir e a pensar em palavras.

taps his tongue and is listening and thinking of words.

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

Apesar de não ter suporte visual, queria partilhar outro exemplo.

In science fiction,

Na ficção científica, micro robôs entram nos nossos corpos

micro robots enter our bodies to cure diseases

para curar doenças em áreas que são difíceis de aceder.

in hard-to-reach areas.

However, in reality,

No entanto, na realidade,

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

situar, guiar e controlá-los no interior do corpo é um grande desafio.

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

Tal como os satélites no espaço que guiam os carros aos seus destinos,

a photoacoustic imaging system outside the body

um sistema de imagiologia fotoacústica exterior ao corpo

can serve similarly as a GPS for the micro robots.

funciona de forma semelhante como um GPS para os micro robôs.

Biomedical optics has come a long way.

A ótica biomédica já evoluiu bastante.

The microscope used every day in modern medical diagnosis

O microscópico que se utiliza diariamente em diagnósticos médicos modernos

was invented in the 17th century,

foi inventado no século XVII,

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

o que revolucionou a medicina do século XIX

ao deixar-nos ver o interior de uma célula.

Then, optical coherence tomography developed in 1990s

Depois, a tomografia de coerência ótica desenvolveu-se nos anos 90,

increased optical penetration to 1 millimeter,

aumentando a penetração ótica para 1 milímetro,

bringing huge benefits to clinical care for skin and eyes.

o que trouxe muitos benefícios aos tratamentos da pele e dos olhos.

Now, photoacoustic imaging,

Agora, a imagiologia fotoacústica,

first adopted for medical use in the 2000s,

utilizada para fins médicos pela primeira vez no século XXI,

allows us to see even more,

permite-nos ver muito mais,

allowing penetration by another order of magnitude,

permitindo uma penetração que atinge um novo nível,

to several centimeters,

de vários centímetros,

allowing organ-level in vivo human imaging.

permitindo imagiologia humana in vivo ao nível dos órgãos.

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

A imagiologia fotoacústica é uma área muito ativa e de rápido crescimento.

Using microwaves instead of light,

Utilizando micro-ondas em vez de luz,

this imaging method holds promises for whole body penetration in humans

este método de imagiologia promissor poderá penetrar o corpo humano inteiro

in the future.

no futuro.

We are hoping that the further advancement of this technology

Esperemos que futuros avanços desta tecnologia

will aid early diagnosis of cancer and brain diseases,

possam auxiliar no diagnóstico precoce do cancro e de doenças cerebrais,

ultimately benefiting global health.

o que trará benefícios à saúde mundial.

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

Espero que partilhem o meu entusiasmo por esta área de rápido crescimento.

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

e espero que se juntem a nós no desenvolvimento desta tecnologia.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)