A ESA confia na GMV para vigiar a saúde dos astronautas
Especialistas em medicina espacial da Agência Espacial Europeia (ESA) confiaram à multinacional tecnológica GMV o projeto ALISSE. O seu objetivo é o desenvolvimento de uma tecnologia de inteligência artificial, baseada em aprendizagem profunda, que oriente e assista os astronautas na aquisição de imagens de ultrassom de alta qualidade diagnóstica em diferentes órgãos afetados pelas condições das viagens espaciais tripuladas. Com isto pretende-se facilitar o trabalho dos médicos especialistas que, de forma remota, poderão identificar na Terra as afeções que os astronautas possam sofrer numa etapa precoce e assim tratar para evitar o seu avanço. O sócio clínico do projeto é a Secção de Radiologia de Urgências do Hospital Universitário La Paz, dirigida por Milagros Martí de Gracia. Por sua parte, investigadores do grupo de Física Nuclear da Universidade Complutense de Madrid (UCM), dirigido por Jose Manuel Udías Moinelo, colaboram na geração de simulações extremamente realistas com as quais se possa melhorar a robustez do sistema num contexto tão desconhecido como o espaço exterior.
Os astronautas são profissionais que gozam de boa saúde. Dispõem de uma visão perfeita e de boa forma física, alto nível muscular, flexibilidade e destreza manual. No entanto, o espaço é um contexto muito hostil para o corpo humano. Muitos dos nossos órgãos são propensos a sofrer doenças devido à falta de gravidade neste habitat ou devido à exposição à radiação cósmica. No espaço costuma produzir-se perda de massa óssea e muscular, deterioração da função hepática, aumenta a probabilidade de formar coágulos nos rins e tromboses, o olho torna-se hipermetrope, etc. A radiação cósmica tem também um impacto muito negativo no baço, no sistema imunológico e no coração.
Chegar a padecer estas patologias, não só é importante pelo seu impacto no desempenho dos astronautas, mas também pelas possíveis complicações médicas derivadas do facto de poderem requerer cirurgia ou até mesmo a evacuação. De facto, antes de ir para o espaço, os astronautas são formados num curso de medicina de quarenta horas que os capacita para, durante a sua estadia de seis meses em órbita, no caso da Estação Espacial Internacional (ISS), tratar problemas comuns de saúde. Da mesma forma, a um dos membros da ISS é atribuída a incumbência de médico oficial (CMO).
Atualmente, o único equipamento de imagem médica com o qual se trabalha é um dispositivo de ultrassom. Isso deve-se ao facto de os equipamentos de ultrassons terem características únicas, como a inocuidade, o tamanho reduzido e a capacidade de obtenção de imagens em tempo real. Tudo isso torna-os idóneos para missões espaciais. No entanto, a técnica para a correta aquisição de imagens de valor clínico com este tipo de equipamentos é difícil de aprender, requerendo formação especializada em radiologia e a formação orientada por especialistas durante vários anos. Por isso, é complicado que os astronautas dominem esta modalidade de imagem diagnóstica, ao mesmo tempo que recebem uma formação muito heterogénea e intensa noutros campos.
Graças à relativa proximidade da ISS, até agora, a equipa médica de terra orientava os astronautas na utilização dos ecógrafos para obter as imagens médicas por videoconferência durante as explorações. Mas, em missões nas quais a distância com a Terra seja maior, o atraso de receção de imagens e comunicação dificulta uma exploração médica precisa dos astronautas, sendo inviável trabalhar por videoconferência para obter imagens médicas precisas com as quais realizar diagnósticos.
Desafios das missões espaciais tripuladas
A exploração do espaço interplanetário, a nova Estação Internacional Gateway em redor da Lua e as futuras missões tripuladas a Marte apresentam novos desafios, nos quais a saúde dos astronautas tem prioridade absoluta.
Numa hipotética missão a Marte, a tripulação encontrar-se-á a uma distância de entre 54 e 402 milhões de quilómetros, o que torna inviável regressar à Terra para receber tratamento médico de urgência. A telemedicina e a orientação remota não seriam suficientemente efetivas, tanto pela qualidade das imagens a transmitir como pelo atraso do sinal de comunicação por rádio, que iria requer até 20 minutos para chegar a Marte desde a Terra (e o mesmo para receber a resposta). Para solucionar esta situação, a GMV propõe uma solução que permite a pessoal não especializado em radiologia obter imagens de ultrassom clinicamente relevantes dos órgãos, que poderão ser enviadas à Terra para sua análise e interpretação por médicos especialistas.
Para isso, tal como explica Carlos Illana, responsável por produto de Secure e-Solutions da GMV, «no projeto ALISSE investigam-se novas técnicas de inteligência artificial que guiem e assistam os membros da tripulação na aquisição de imagens de qualidade diagnóstica, eliminando a necessidade de consultar médicos especialistas em Terra de forma interativa para a obtenção das referidas imagens. Assim, as possíveis afeções dos tripulantes da nave espacial poderão ser detetadas numa etapa precoce e a sua evolução poderá ser seguida mediante as imagens de ultrassom».
O software que a GMV desenvolve no projeto ALISSE ajudará a realizar os estudos de imagem ecográfica de acordo com os protocolos de cada órgão e a guiar, em tempo real, qualquer membro da tripulação com conhecimentos básicos de anatomia. Por exemplo, no caso de um rim inflamado que pode «crescer» em tamanho por um coágulo, a solução da GMV irá sugerir como colocar a sonda e ajustar os parâmetros no dispositivo de ultrassom para obter uma imagem de melhor qualidade (potência acústica, profundidade, ganho), de modo que tanto os planos de corte adquiridos como os de referência possam ser visualizados ao mesmo tempo e comparados.
Para isso, tal como explica o especialista da GMV, «propomos o desenvolvimento de uma nova tecnologia de ultrassons orientados por computador com um enfoque baseado numa especialidade, aplicando inteligência artificial, aprendizagem profunda ou deep learning». Aproveita-se a experiência de investigações anteriores nestas arquiteturas para explorar outras novas que permitam enfrentar desafios como: a orientação na colocação da sonda, a deteção de planos estandardizados de alto valor diagnóstico, a geração de dados ultrassónicos realistas e o ajuste de ganho e profundidade na qualidade da imagem. Tudo isso graças ao apoio clínico do serviço de Radiologia de Urgências do Hospital de La Paz, com a participação da Dra. Diez Tascón, do Dr. Alonso,da Dra. Parra, da Dra. Ossaba, todos eles do serviço de Radiologia do referido hospital, do qual é chefe de serviço o Dr. Garzón (investigador principal no projeto) e com a colaboração do grupo de Física Nuclear da Universidade Complutense de Madrid (UCM) na melhoria das técnicas mais avançadas em imagens de ultrassom inteligentes (Smart Ultrasound Imaging).
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