Utilização de Imagens no Domínio da Frequência Espacial e Redes Neurais Artificiais para Determinação de Propriedades Ópticas de Tecidos

Abstract

As propriedades ópticas de tecidos biológicos podem ser utilizadas como parâmetros indicativos de alterações tanto morfológicas quanto fisiológicas nos tecidos. A técnica de imagens ópticas no domínio da frequência espacial (SFDI) vem apresentando grande potencial determinação dessas propriedades. Neste trabalho, investigamos a utilização de Redes Neurais Artificiais (RNA) para reconhecimento de padrões, na determinação das propriedades ópticas de tecidos, através dos coeficientes de absorção e espalhamento reduzido,  e , a partir de dados de refletância difusa fornecidos pela técnica SFDI. Empregou-se uma RNA do tipo feedforward com uma camada oculta e 50 neurônios, utilizando aprendizagem supervisionada por retropropagação de erros. O treinamento da rede foi realizado a partir de um conjunto de valores pré-determinados de refletância difusa e coeficientes de absorção e espalhamento obtidos a partir de simulações Monte Carlo. Os resultados mostraram que a RNA pode determinar com boa precisão as propriedades ópticas a partir de dados de refletância difusa, fornecendo valores de  e  com coeficientes de determinação R² de 0.98 e 0.97, respectivamente, em relação aos valores verdadeiros, e apresentando erros médios percentuais de 2.6 e 4.9% para cada coeficiente. A RNA obtida foi então empregada, em conjunto com a técnica SFDI, em uma investigação para obtenção de imagens de regiões da pele de um indivíduo que apresentava uma lesão. Os resultados obtidos apontam para o potencial da utilização de técnicas de inteligência artificial combinadas à SFDI para detecção e identificação de alterações dermatológicas.