Uso da imagem hiperespectral para ressecção tumoral

A imagem hiperespectral é uma técnica avançada de imagem óptica, não invasiva, não ionizante e em tempo real, com inúmeras aplicabilidades clínicas.  

Seu uso em auxílio cirúrgico pode fornecer informações como risco de malignidade do tecido analisado, além de ajudar na distinção das estruturas, como vasos e nervos, auxiliando na orientação anatômica do procedimento com preservação dos tecidos. Em escala microscópica, permite capturar propriedades físico-químicas detalhadas de lâminas de tecido, agilizando o diagnóstico histológico.  

Uma revisão sistêmica publicada no Jornal de Óptica Biomédica, em agosto de 2025, analisou dados de estudos pré-clínicos e clínicos que utilizaram a imagem hiperespectral, com o objetivo de avaliar sua aplicabilidade em ressecção tumoral. 

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Métodos 

Uma revisão sistemática foi realizada utilizando banco de dados como MEDLINE, Embase e Web of Science, no período de 01 de janeiro de 2014 a 30 de abril de 2024, sendo incluídos 85 estudos no total. As informações analisadas nos estudos incluíram especificações técnicas do sistema de imagem hiperespectral como fabricante, modelo, método de aquisição e resolução, além de dados clínicos dos casos, como especificação se a imagem foi intra ou extra operatória ou in vivo (durante o procedimento cirúrgico) ou ex vivo (imagens tumorais excisadas), tipo de amostra e perfil de pacientes e método de preparação do tecido.  

Resultados 

Os estudos analisados utilizaram a imagem espectral para variadas formas de aplicabilidade clínica como segmentação e caracterização tumoral, identificação de tecidos e análise de fluorescência. Amostra foi de 2163 pacientes, sendo 24 desses pacientes pediátricos. A maioria dos estudos testou a imagem espectral em tecidos ex vivo (n=53), com menos estudos in vivo (n=23), em vários tipos de tecidos, demostrando a versatilidade da técnica em diferentes cenários anatômicos, tanto em amostras teciduais saudáveis como tumorais. A maior parte dos estudos foram de tumores neurocirúrgicos (n=30).  

Outros tumores analisados incluíram tumores da cabeça e pescoço, de tecidos mamários, do aparelho digestivo, como câncer colorretal, tumores gastroesofágicos, hepatocelular e de pâncreas, além de tumores renais e ginecológicos.  

Algumas especificações técnicas também foram analisadas como faixas de comprimento de onda, número de bandas espectrais, fonte de luz (halogênio, xenônio, banda larga e LED) e sensores (dispositivos de carga acoplada – CCDs, detectores complementares de óxido metálico-semicondutor – CMOS, sensores de arsenieto de índio e gálio – InGaAs, espectro infravermelho próximo – NIR e espectro visível – VIS). 

Os sensores mais utilizados nos estudos foram os CCDs (n = 42), seguidos pelos sensores CMOS (n = 32) e InGaAs (n = 12) e a fonte de luz mais frequentemente empregada foi a halógena (n=40).  

A segmentação tumoral através da imagem hiperespectral permite uma resseção do tumor mais precisa, por meio da melhor delimitação dos contornos tumorais, as quais podem não ser visíveis a olho nu ou técnicas tradicionais. Ela pode ser realizada utilizando medidas de reflectância ou de sinal de fluorescência.  

Discussão 

O uso de imagem hiperespectral em cirurgias tumorais pode ser realizado tanto com obtenção de imagens intraoperatórias, em tempo real, quanto por imagens analisadas através de biópsias realizadas previamente.  

Ainda é uma tecnologia em desenvolvimento, com predomínio de estudos focados na viabilidade e avaliações qualitativas em detrimento das quantitativas, mas demonstrando ampla aplicabilidade na prática clínica, tanto em populações adultas quanto pediátricas e em diversos tipos tumorais, sendo os neurocirúrgicos os mais estudados até o momento.  

Devido ao fato de ser uma técnica ainda incipiente, não há demonstração definitiva de sua superioridade em relação ao uso de técnicas como ultrassonografia intraoperatória, endomicroscopia, tomografia de coerência óptica, dentre outras.  

A captura mais ampla de comprimento de onda dessa técnica se comparado a imagem multiespectral, permite uma previsão mais sofisticada e abrangente da amostra, porém necessita de maior carga computacional e tempo de aquisição, dificultando sua aplicabilidade. Para minimizar esses impactos, alguns estudos realizaram a redução do número de bandas espectrais analisadas, sem comprometimento do desempenho e reduzindo o tempo de processamento, permitindo melhor viabilidade de sua implementação em centros cirúrgicos.  

Outra vantagem seria a possibilidade de não utilização de contrastes exógenos, além do aumento da sensibilidade das sondas de fluorescência, reduzindo o limiar de detecção com melhora da sensibilidade desse método em comparação com as técnicas tradicionais, além de redução dos riscos relacionados ao uso de contrastes.  

A ressecção tumoral com auxílio da imagem hiperespectral é possível através da segmentação de tecidos considerando algumas características do tecido tumoral, como a absorção intensa de desoxihemoglobina associada ao ambiente hipóxico do tumor, contrastando com as características dos tecidos saudáveis.  

Esse processo de diferenciação, entretanto, necessita de estabelecimento de dados de base para implementação confiável da imagem hiperespectral, utilizando técnicas padrão ouro como histopatologia e avaliação visual do cirurgião, além de métodos de imagem já bem estabelecidos para estadiamento tumoral com a ressonância magnética.  

A escassez comercial na atualidade de sistemas cirúrgicos de imagem hiperespectral, também representa um desafio, além das limitações de hardware e software relacionado a esses sistemas e os altos custos associados, dificultando sua implementação em larga escala.  

Conclusão 

O uso de imagem hiperespectral em oncologia cirúrgica representa uma promessa significativa no aperfeiçoamento da delimitação tumoral e de suas características fisiopatológicas, aumentando a segurança cirúrgica, reduzindo complicações, recorrência e tempo de internação hospitalar. Entretando essa técnica ainda está em desenvolvimento inicial, necessitando de mais estudos e ensaios randomizados, além de avanços em software para sua implementação na prática cirúrgica em larga escala, sobretudo como técnica complementar ao processo histopatológico tradicional.   

Mensagem prática 

1 – A imagem hiperespectral é uma técnica avançada de imagem óptica, não invasiva, não ionizante com inúmeras aplicabilidades e vantagens clínicas 

2- A segmentação tumoral através da imagem hiperespectral permite uma resseção do tumor mais precisa 

3- Essa técnica está em desenvolvimento inicial, necessitando de mais estudos além de avanços em software para sua implementação em larga escala