Anais do Conic-Semesp. Volume 1, 2013 - Faculdade Anhanguera de Campinas - Unidade 3. ISSN 2357-8904 TÍTULO: ELABORAÇÃO DE MODELO TRIDIMENSIONAL DO SISTEMA LINFÁTICO CATEGORIA: CONCLUÍDO ÁREA: CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E SAÚDE SUBÁREA: MEDICINA INSTITUIÇÃO: FACULDADE DE MEDICINA DE ITAJUBÁ AUTOR(ES): DANIEL RENATO GONÇALVES DUARTE ORIENTADOR(ES): JOSÉ MARCOS DOS REIS ELABORAÇÃO DE MODELO TRIDIMENSIONAL DO SISTEMA LINFÁTICO Daniel Renato Gonçalves Duarte1; José Marcos dos Reis2. 1. AcadêmicoFMIt. 2. Orientador e titular de anatomia da FMIt 1. INTRODUÇÃO O sistema linfático consiste em um sistema paralelo ao circulatório constituído por uma vasta rede de vasos que se distribuem por todo o corpo e recolhem o líquido tissular que não retornou aos capilares sangüíneos, filtrando-o e reconduzindo-o à circulação sangüínea. Os capilares linfáticos estão presentes em quase todos os tecidos do corpo. Capilares mais finos vão se unindo em vasos linfáticos maiores, que terminam em dois grandes dutos principais: o duto torácico (recebe a linfa procedente da parteinferior do corpo, do lado esquerdo da cabeça, do braço esquerdo e de partes do tórax) e o duto linfático (recebe a linfa procedente do lado direito da cabeça, do braço direito e de parte do tórax), que desembocam em veias próximas ao coração.1-2 A composição da linfa é semelhante à do sangue, mas não possui hemácias, apesar de conter glóbulos brancos dos quais 99% são linfócitos. No sangue os linfócitos representam cerca de 50% do total de glóbulos brancos.3 O sistema é constituído pela linfa, vasos e órgãos linfáticos. Sendo, órgãos linfáticos: tonsilas, baço, linfonodos (nódulos linfáticos) e timo (tecido conjuntivo reticular linfóide: rico em linfócitos).2 As tonsilas palatinas produzem linfócitos. O timo, órgão linfático mais desenvolvido no período pré-natal, involui desde o nascimento até a puberdade. Os linfonodos ou nódulos linfáticos são órgãos linfáticos mais numerosos do organismo, cuja função é a de filtrar a linfa e eliminar corpos estranhos que ela possa conter como vírus e bactérias. Nos linfonodos há presença de linfócitos, macrófagos e plasmócitos.3 A proliferação dessas células provocada pela presença de bactérias ou substâncias/organismos estranhos determina o aumento do tamanho dos gânglios, que se tornam dolorosos, formando a íngua. O baço é um órgão linfático, excluído da circulação linfática, interposto na circulação sangüínea e cuja drenagem venosa passa, obrigatoriamente, pelo fígado. Possui grande quantidade de macrófagos que, através da fagocitose, destroem microorganismos, restos de tecido, substâncias estranhas, células do sangue em circulação já desgastadas como eritrócitos, leucócitos e plaquetas. O baço depura o sangue e participa da resposta imune, reagindo a agentes infecciosos.4 O sistema linfático possui três funções interrelacionadas: (1) Remoção dos fluidos em excesso dos tecidos corporais. (2) Absorção dos ácidos graxos e transporte subsequente da gordura para o sistema circulatório. (3) Produção de células imunes (como linfócitos, monócitos e células produtoras de anticorpos conhecidas como plasmócitos).4 A circulação linfática é responsável pela absorção de detritos e macromoléculas que as células produzem durante seu metabolismo, ou que não conseguem ser captadas pelo sistema sanguíneo. A linfa, produzida pelo excesso de líquido que sai dos capilares sanguíneos ao espaço intersticial ou intercelular, é recolhida pelos capilares linfáticos que drenam aosvasos linfáticos mais grossos até convergir em condutos que se esvaziam nas veias subclávias,5 ela percorre o sistema linfático graças a contrações dos músculos, da pulsação das artérias próximas e do movimento das extremidades. Se um vaso sofre uma obstrução, o líquido se acumula na zona afetada, produzindo-se um inchaço denominado edema. O sistema linfático não é fechado e não tem uma bomba central. O enriquecimento da linfa originada nos vasos linfáticos do intestino delgado é chamado de quimo. Os nutrientes que são recuperados pelo sistema circulatório são processados pelo fígado, tendo passado através do sistema circulatório. O sistema é foco de patologias significativamente incidentes, tais como a elefantíase, o linfedema podendo também estar envolvido na disseminação de mestástase tumoral. Sendo assim, tal região é de extrema importância no que tange a temática da educação médica, uma vez que o estudo das estruturas linfáticas permite identificar o padrão inicial de disseminação das neoplasias de origem epitelial, podendo ser utilizada por outros tipos de tumor. A disseminação linfática tumoral segue o percurso da drenagem linfática normal da área do tumor primário, ocupando os linfonodos mais próximos e que recebem maior número de vasos linfáticos aferentes. Exemplo disto é a disseminação linfática do câncer de pulmão, que invade inicialmente os linfonodos mediastinais e, em seqüência, os supraclaviculares e cervicais.6 O mesmo se verifica com o câncer de mama, que invade inicialmente os linfonodos axilares homolaterais, só posteriormente estendo-se aos de outras cadeias linfáticas supraclaviculares, infraclaviculares, cervicais, mediastinais e axilar contralateral.7 O conhecimento do sistema linfático e de seu itinerário de drenagem permite identificar os sítios metastáticos, porém, na atualidade, não há modelo anatômico 3-D com custo acessível para auxiliar no ensino anatômico e fisiológico do sistema linfático. 2. OBJETIVOS Objetiva-se, em linhas gerais, mostrar a possibilidade da criação do modelo de representação8-12 das estruturas constituintes do sistema linfático de forma virtual para uso em aplicações de computação gráfica na área médica.Atualmente as representações são bidimensionais e carecem da elucidação das cadeias linfonodais de drenagem, conforme evidenciado13 pela figura: Imagem: CRUZ, Daniel. O Corpo Humano. São Paulo, Ed. Ática, 2000. Enfatiza-se que o uso de imagens tridimensionais14-17 e relaciona a região com funções através de uma abordagem lúdica, considerando o computador como uma ferramenta para transmissão do conhecimento, para auxiliar professores e alunos quanto à dificuldade de visão espacial de estruturas internas do corpo humano. Poderá solucionar as carências de ordem didática pedagógica das disciplinas na área biomédica em Instituições de Ensino Superior, com relação à falta de recursos.18 3. METODOLOGIA Para efetuar a elaboração do modelo 3-D do sistema linfático será utilizado o Software ‘InVesalius’, que é um software público para área de saúde que visa auxiliar o diagnóstico e o planejamento cirúrgico.19 O programa foi desenvolvido pelo antigo CenPRA atual CTI(Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer), unidade do Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT), através das linguagens de programação Python e C++. Atualmente opera em GNU Linux (Ubuntu, Fedora e OpenSuse já foram testados) e Windows (XP e Vista), sendo que é licenciado pela CC-GNU GPL (Licença Pública Geral) versão 2 (em português). 20 4. DESENVOLVIMENTO Com o avanço dos processos de aquisição de imagens médicas, como a Tomografia Computadorizada e Ressonância Magnética, é possível gerar imagens tridimensionais de alta qualidade, que permitem a visualização, manipulação e análise detalhada de diversas estruturas anatômicas e funcionais do corpo humano. Incorporando a esse avanço técnicas computacionais para a análise de imagens, é possível realizar a construção de modelos tridimensionais. As imagens obtidas geralmente utilizam a tecnologia digital que obedece às normas internacionais do padrão DICOM (Digital Imagingand Communications in Medicine). Utilizando um programa de reconstrução 3D é possível transformar essas imagens bidimensionais em um modelo tridimensional. A partir de imagens em duas dimensões (2D) obtidas através de equipamentos de tomografia computadorizada ou ressonância magnética presentes no banco de dados de domínio público “Osirix Software Imaging”, será criado um modelo virtual em três dimensões (3D) correspondentes às estruturas anatômicas sadias do sistema linfático. O software usado tem demonstrado grande versatilidade e vem contribuindo com diversas áreas dentre as quais medicina, odontologia, veterinária, arqueologia e engenharia. Observa-se, contudo uma falta de ambientes virtuais inteligentes voltados para o ensino da Anatomia, nos cursos das áreas médicas e biomédicas, isto se deve ao alto custo dos programas disponíveis no mercado, dificultando o acesso de alunos e professores, sendo assim, objetivou-se o uso de programas de domínio público como os acima citados. 5. RESULTADOS Foram reconstruídas imagens tridimensionais de baixo custo das cadeias ganglionares de cabeça,pescoço,membros e tronco.As mesmas apresentam bom padrão anatômico e boa resolução. Linfonodos cervicais profundos e cervicais superficiais: Linfonodos inguinais profundos,inguinais superficiais e poplíteos: Linfonodos ilíacos e linfonodos lombares: Linfonodos axilares peitorais,pré-vertebrais,cisterna do quilo e ducto torácico: Linfonodos axilares centrais e subescapulares,linfonodos cubitais e ducto linfático direito: Baço: Cadeia Linfática completa: 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS O trabalho elucidou alternativas para o problema da falta de peças anatômicas para o ensino da Anatomia, com o desenvolvimento de ambientes virtuais, em espaço gráfico de aparência realística, o qual permite a visão do sistema linfático humano em 3D, proporcionando uma visão espacial das estruturas corporais internas. Tal reconstrução permite mostrar como profissionais de diversas áreas (anatomistas, radiologistas, engenheiros, físicos, cientistas da computação, matemáticos, bioengenheiros, patologistas, antropologistas e educadores), podem interagir na aplicação da computação gráfica na Medicina e na educação de uma forma geral, uma vez que todos os cursos da área da saúde necessitam de tais modelos para o ensino de suas disciplinas básicas. 7. FONTES CONSULTADAS 1. Levy JB, Seay TM, Tindall DJ, Hussmann DA. The effects of androgen administration on phallic androgen receptor expression.J Urol 1996;156(2S)Supplement::775-9. 2. Baskin LS, Sutherland RS, DiSandro MJ, Hayward SW, Lipshutz J, Cunha GR. The effect of testosterone on androgen receptors and human penile growth.J Urol 1997;158:1113-8. 3. Crawford BS. Buried penis.Br J PlastSurg 1977;30:96-9 4. Lee PA, Mazur P, Danish R, Amrhein J, Blizzard RM, Money J, et al. Micropenis: criteria, etiologiesandclassification. Johns Hopkins Med J 1980;146:156-63. 5. Shonfeld WA. Primary and secondary sexual characteristics.Am Dis Child 1943;65:535-49. 6. Himes JH, Dietz WH. Guidelines for overweight in adolescent preventive services: recommendations from an expert committee. Am J ClinNutr 1994;59:307-16. 7. Hung W. Micropenis, hypospadias, and criptorchidism in infancy and Childhood. In: Becker KL, editor. Principies and Practice of Endocrinology and Metabolism.Philadelphia:JBLippincott, 1995:843-50. 8. Sabbatini RME - Microcomputadores e simulação no ensino. Tecnologia Educacional, XII (52): 21-28, 1983c. p.1-45. 9. Sabbatini RME - Modelagem e simulação em microcomputadores. Documento 2 Computador na Educação. Anais do XVI Seminário Brasileiro de Tecnologia Educacional, Porto Alegre, Pp. 12-14, 1984. p.2-21. 10. Sabbatini RME - Um curso de modelagem e simulação de sistemas fisiológicos em computadores. Anais do XXIX Congresso Brasileiro de Educação Médica. Campinas, SP: Associação Brasileira de Educação Médica, p. 50, 1991. p. 3-12. 11. Sabbatini RME; Cardoso SHC - www-Based Laboratory Simulation in Medicine and Biology Using Distributed Execution, 1998.Available on the Internet. URL: http://www.nib.unicamp.br/cursos/simulation/pointers.htm. Acesso: 10/02/2011. 12. Sabbatini RME. - Ensino de Fisiologia pela simulação de modelos fisiológicos e microcomputadores pessoais. Boletim da Sociedade Brasileira de Fisiologia, 9 (1): 5961, 1983b. 13. Netter F H. Atlas de Anatomia Humana. 3 a edição. Porto Alegre: Artmed; 2003. 14. Cardoso SH. Utilizando simulações no ensino médico. Revista Informática Médica 1(4): 16-18, 1998b. p. 23. 15. Chávez LER. La ComputaciónenlaEnseñanza de lasCiencias Médicas. Revista Cubana de Informática Médica, n. 1, 2000. p.15. 16. Casas LA. Contribuição para modelagem de um Ambiente Inteligente de Educação Baseado em Realidade Virtual. Tese apresentada e aprovada ao Programa de PósGraduação em Engenharia de Produção e Sistemas UFSC para obtenção do grau de Doutor em Engenharia de Produção, Florianópolis, 1999. 17. Bryan J; Stredney D; Wiet G; Sessanna D. Virtual Temporal Bone Dissection: A Case Study. ProceedingofConferenceonVisualization, Sessão C6: Virtual Reallity, 2001. 18. Villela GFJr. Usando o Computador no Ensino Médico, Revista Informedica, 1(1):5-11,1993. p.5-7. 19. Jha AK, Duncan BW, Bates DW. Simulator-based training and patient safety. In: Shojania KG, Duncan BW, McDonald KM, Wachter RM, editors. Making health care safer: a critical analysis of patient safety practices. Rockville, MD: Agency for Neubauer, B.J.; Harris, J.D. Immersive Visual Modeling: potencial use of virtual reality in teaching software desing. JournalofComputingSciences in Colleges, v. 18, n. 6, 2003. p. 142-150. 20. Souza MA, Centeno TM, Pedrini H. Integrando reconstrução3D de imagens tomográficas e prototipagem rápida para a fabricação de modelos médicos. RevistaBrasileira de EngenhariaBiomédica. 2003;19:103–15. The Center for Human Simulation (CHS) at the University of Colorado Health Sciences Center, WEB site at http://www.uchsc.edu/sm/chs/. p.44-67.