+ BIO #13 – Entrevista ao Prof. Aurélio Campilho

 

Prof. Aurélio Campilho: O meu nome é Aurélio Campilho, sou Professor Catedrático na FEUP – Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, no Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores, e colaboro na coordenação do Centro de Investigação em Engenharia Biomédica (C-BER – Centre for Biomedical Engineering Research – do INESC TEC). Sou responsável das Unidades Curriculares Análise de Imagem Biomédica, Diagnóstico Assistido por Computador e de Introdução à Programação Científica.

NEB. Fale-nos um pouco do seu percurso académico

AC. Licenciei-me em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores, na altura designada Engenharia Eletrotécnica, doutorei-me também em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores. Mais tarde apareceu o desafio da Engenharia Biomédica.

NEB. Como é que surgiu o seu interesse por Imagiologia Médica/Engenharia Biomédica?

Durante o doutoramento desenvolvi investigação em Processamento de Imagem e Reconhecimento de Padrões, com aplicação no controlo de qualidade de imagens de produtos naturais, naquele caso a cortiça. Nessa tese de doutoramento havia vários desafios, na altura eram bastante atuais, que atualmente enquadraria no âmbito da aprendizagem computacional (Machine Learning). Durante o doutoramento, desenvolvi metodologias de processamento e análise de imagem, e em particular foi construído um sistema de aquisição em tempo real de imagem digital, para ir de encontro a requisitos das aplicações industriais. O passo para a imagem médica foi natural. Havia experiência em Reconhecimento de Padrões, havia experiência em Processamento de Imagem, e apareceu o desafio de aplicar essas metodologias na área da oftalmologia. Começámos nessa altura, um projeto de análise de imagem de oftalmologia, que deu origem a um douramento.
O embrião das aplicações da engenharia biomédica começou a nascer à volta dos colegas de instrumentação biomédica. Lembro-me nos primeiros anos, ainda como assistente, criamos uma disciplina de instrumentação biomédica. No Departamento de Engenharia Eletrotécnica havia investigação em processamento de sinais eletrocardiográficos, e em outros departamentos havia atividade de investigação muito relevante em biomateriais. Daqui resultou o começar a criar um ambiente de investigação em engenharia biomédica. Naturalmente que me associei a esse ambiente.

NEB: Qual o projeto que mais o marcou/entusiasmou até à data?

AC: Sem dúvida que foram os múltiplos projetos na área da oftalmologia. Foi desenvolvido um sistema de arquivo, processamento e análise de imagens de oftalmologia, em particular da retina, com múltiplas valências, nomeadamente de compressão de imagem, de deteção de vasos sanguíneos e de alinhamento de imagem, que demonstraram imensa potencialidade de aplicação. Esta atividade na área de oftalmologia, continuou até agora com maiores ou menores interrupções, e atualmente participamos num projeto em que pretendemos incorporar todo o conhecimento já existente ao rastreio da retinopatia diabética. É um projeto liderado pelo INESC TEC em parceria com Carnegie Mellon University, EUA. Conta com a colaboração da Administração Regional de Saúde da Região Norte (ARSN), do Centro Hospitalar de S. João, da Universidade de Aveiro e das empresas BMD e First Solutions. Um dos objetivos deste projeto é separar automaticamente as imagens que têm retinopatia diabética das imagens que não têm. Estatísticas da ARSN dizem que cerca de 75% das imagens que os oftalmologistas observam neste processo de rastreio, não têm patologia. Tendo isto em consideração e para aliviar o esforço do médico e concentrá-lo apenas no diagnóstico mais detalhado das imagens com patologia, estamos a desenvolver com sucesso abordagens que automaticamente indicam se há ou não sinais de retinopatia diabética nas imagens analisadas pelo computador.

NEB. Que grandes diferenças existem na Imagiologia recente comparada com a imagiologia mais antiga? Que influência tiveram as técnicas de Machine Learning?

AC: Há cerca de 20 anos era vulgar ver um cirurgião fazer cirurgia para localizar a lesão e avaliar a sua gravidade. Nos dias de hoje dispõe-se da possibilidade de fazer essa observação com grande detalhe, por técnicas não invasivas que permitem um diagnóstico mais rápido, com vantagens evidentes para o paciente.
Atualmente estamos a observar uma explosão da utilização de metodologias da inteligência artificial em medicina, que alguns designam por inteligência aumentada, por permitir ampliar a capacidade de diagnóstico médico como sistemas de 2ª opinião. A aprendizagem por computador, a Machine Learning, está a desempenhar um papel muito relevante em Medicina, através de soluções que permitem ganhos de eficiência e de desempenho global dos sistemas de diagnóstico assistido por computador e mesmo em sistemas automáticos de rastreio baseados na deteção automática de lesões. È o que se observa por exemplo, no rastreio da retinopatia diabética, em que a decisão computacional é baseada na análise de imagens da retina. É uma área em que a investigação tem uma taxa de crescimento exponencial, sendo difícil prever a evolução nos próximos tempos.

NEB. De que forma é que o Centro de Investigação em Engenharia Biomédica se interliga com o curso de Bioengenharia? Como é que os alunos se podem envolver mais ativamente no C-BER?

AC. No C-BER há vários professores do Mestrado em Bioengenharia e conta com a colaboração de investigadores que foram antigos estudantes do MIB, entre muitos outros cursos. O envolvimento de qualquer estudante no C-BER é sempre bem vindo. Dentro das nossas possibilidades procuramos integrá-los. Os interessados devem contactar os professores do C-BER e estar atentos aos anúncios de bolsa que vão sendo publicitados.

NEB. Para si, o que é a Bioengenharia? Como é um estudante de Bioengenharia, qual o seu perfil?

AC. A Bioengenharia pode ser considerada como a área disciplinar que aplica metodologias e tecnologias da engenharia em Biologia e Medicina. Quanto ao perfil de um estudante de Bioengenharia, em particular da Engenharia Biomédica que conheço melhor, diria que é caraterizado por um conhecimento vasto em múltiplas áreas das Ciências Básicas como a Matemática, Física e Biologia até ao Processamento de Sinal e de Imagem, à Biomecânica, à Instrumentação Biomédica, aos Biomateriais, à Engenharia dos Tecidos, entre muitos outros. É conhecimento muito alargado, que em algumas áreas pode não ser muito profundo, como será de esperar porque a exposição a temas muito diferentes é muito vasta. Mas esta diversidade de conhecimentos tem-se revelado de muita utilidade. Porque permite um leque de conhecimentos muito alargado e cria a capacidade de adaptação a novas áreas em tempo muito curto. Tenho constatado que os alunos de bioengenharia têm essa visão geral, o que é excelente, e uma capacidade de adaptação para enfrentar novos problemas.

NEB: Qual foi a sua experiência como um dos fundadores do curso de Bioengenharia?

AC. É uma experiência com múltiplas etapas e com antecedentes mais ou menos próximos. Nos anos 80, vários professores da FEUP, de diversos de departamentos, estavam envolvidos em várias aplicações da engenharia biomédica. Por iniciativa da Reitoria da Universidade do Porto e de alguns Professores da FEUP, com intervenção na Engenharia Biomédica, foi criado o Instituto de Engenharia Biomédica (o INEB), no ano 1989. O embrião da criação de cursos de Mestrado e Doutoramento começou a germinar. Mais tarde, com a colaboração do ICBAS e da FEUP, foi criado o Mestrado Integrado em Bioengenharia, o MIB, que teve o desenvolvimento e a atratividade que todos conhecem. A minha intervenção no MIB tem sido fundamentalmente em Engenharia Biomédica, na estruturação do ramo e no ensino, em particular, em disciplinas de Análise de Imagem e na orientação de teses de Mestrado.

NEB. Na sua opinião, quais são os próximos (ou atuais) challenges na Imagiologia? E na Eng. Biomédica? E na Bioengenharia?

AC: Em Imagiologia, como referi anteriormente, estamos a observar um desenvolvimento muito importante nos sistemas de diagnóstico assistido por computador usando imagens provenientes de várias modalidades de aquisição, como de tomografia axial, de ressonância magnética de PET, entre outras. Há áreas que se encontram em rápido desenvolvimento, com contribuições importantes dos avanços tecnológicos em imagiologia em que os engenheiros biomédicos ou bioengenheiros, ou de outras áreas afins, têm intervenção alargada.
Dava alguns exemplos: imagiologia molecular; histopatologia digital; imagiologia cerebral, incluindo a interface cérebro-computador; cirurgia robótica; deteção/ diagnóstico assistido por computador; aprendizagem computacional e “deep learning” em imagiologia; medicina de precisão ou medicina personalizada, entre muitos outros.
Antes de terminar, queria agradecer a todos os colegas, professores e investigadores, bem como aos estudantes de doutoramento e de mestrado com quem tive oportunidade de colaborar ao longo dos anos. Não são explicitamente nomeados ao longo da entrevista, mas fazem parte dos que me acompanham “na primeira pessoa do plural”. A todos um Obrigado!