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| Acadêmico(a): Neli Migliolli |
| Título: Protótipo de um Software para Geração de Imagens Utilizando Fractais |
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| Introdução: |
| Todos os anos os médicos descobrem milhares de novos casos de câncer, uma doença que já está sendo considerada comum. Ela na verdade, está se tornando uma verdadeira epidemia segundo a Organização Mundial de Saúde em seu informe do ano de 1996. Isto decorre, ao aumento da perspectiva de vida e a difusão de hábitos pouco saudáveis, como o tabagismo e a má alimentação ([OLI1997]). O câncer também é conhecido como neoplásia maligna ou tumor maligno. É uma massa de tecido que cresce em excesso, fora do controle do organismo, originando-se de uma célula que acaba perdendo o controle sobre si mesma. Esta começa a se multiplicar sem parar, perdendo sua forma e comportamento normais. Ninguém sabe como isso acontece, o curioso é que apesar de toda essa agressividade o organismo quase nunca reconhece o câncer como um agente agressor, não ativando assim seus mecanismos de defesa ([OLI1997]). Em sua primeira fase, o câncer é chamado de Câncer in Situ, quando ainda não rompeu os limites entre os tecidos e ainda não se ramificou nem ocorreu a metástase,.que é considerada uma das principais características que diferem um tumor maligno de um tumor benigno. Quando um tumor atinge esta fase que é que a cura clínica não é mais possível, pois ele já se espalhou e atingiu diversas partes do corpo. Desta forma quanto antes for detectado o câncer, maiores as chances de cura. Atualmente os métodos mais utilizados para o diagnóstico do câncer são a histologia e a citologia esfoliativa, já que as células cancerosas possuem uma gama de alterações morfológicas. A análise na citologia é feita através da análise de célula isolada de um grupo, onde observa-se além da desestrutura arquitetônica a evidência de invasão. Novas técnicas estão sendo constantemente adicionas no diagnóstico do câncer como a imunocitoquímica, o diagnóstico molecular, a citometria de fluxo e marcadores tumorais. Sendo que a cada ano o enfoque ao diagnóstico do câncer torna-se mais complexo, mais sofisticado e mais especializado ([ROB1994]). Pesquisas vem sendo realizadas através da análise do crescimento de células normais e células cancerígenas, na busca de novos processos de diagnóstico que identifiquem os tumores com maior rapidez e eficiência. Uma destas propostas de pesquisa encontra-se em Braga ([BRA1998]), o qual utiliza a geometria dos fractais para verificar os diferentes padrões de crescimento, permitindo assim, diagnosticar o câncer e aprender mais sobre suas propriedades funcionais. A princípio o crescimento do câncer e a geometria dos Fractais parecem temas totalmente desconectados. No entanto o surgimento de tumores depende, entre outros fatores, de alterações em moléculas de adesões existentes nas junções entre as células responsáveis pelas arquiteturas dos tecidos. As mudanças podem afetar os mecanismos de crescimentos e levar a padrões irregulares de multiplicação celular, tanto no tecido vivo quanto em laboratório. Este padrão de crescimento pode ser associada a uma dimensão fractal. O cálculo da dimensão fractal utiliza-se de imagens digitalizadas de células em cultura, que são usadas em um sistema especialista de estudo baseado em caso (não abordado neste trabalho) ([BRA1998]). Benoit Mandelbrolt, em 1975 ( data do lançamento de seu livro “The fractal geometry of nature“), cria a palavra fractal, do adjetivo latim fractus, que significa irregular ou fragmentado. Nascia a geometria fractal ([PEI1986]). É surpreendente a quantidade de fractais presentes na natureza e nos sistemas biológicos, como as árvores, os relâmpagos, os vasos sangüíneos, árvore bronquial a estrutura dos neurônios e em particular o crescimento do câncer. É um dos grandes desafios atuais da ciência entender como se formam estes padrões fractais ([BRA1998]). A geometria fractal é a geometria da irregularidade da natureza. É um novo ramo da matemática, ou outra forma de encarar a ciência. Normalmente os fractais são utilizados para modelar sistemas não lineares, e têm sua aplicação na matemática, na biologia (simulação de vidas artificiais) e na física. Por fim, tem grande relevância para computação gráfica para geração de imagens, onde através da geometria fractal torna-se possível representar aspectos da natureza. Desta forma, observa-se que pode definir uma ferramenta de auxílio ao diagnóstico do câncer, utilizando-se do cálculo da dimensão fractal, sistema especialista e da visualização deste crescimento. Neste trabalho foi desenvolvido um protótipo que auxiliará na visualização do crescimento dos tumores, utilizando fractais. Para essa visualização será utilizado o Diagrama das bifurcações. Foi desenvolvido o fractal conhecido por Tapete de Sierpinski, que será utilizado na visualização da dimensão fractal das imagens digitalizadas. O protótipo utiliza a metodologia de prototipação e o ambiente de programação Delphi. |
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