Como a inteligência digital ajuda crianças com fissura lábio leporino

A equipe interdisciplinar de médicos e cirurgiões da ong suíça examinando um paciente com uma fissura labial e palatina de duas faces no Quirguistão. © 2007 Thomas Kern Thomas Kern

O nascimento de uma criança com lábio leporino ou fissura palatina, ou ambos, pode ser muito perturbador, especialmente porque nem todas as famílias podem arcar com os custos altos do tratamento. Agora, pesquisadores suíços desenvolveram uma maneira barata e sem riscos de simplificar os procedimentos médicos, oferecendo alívio para famílias de países pobres.

Quando o médico Andreas Müller, do Hospital Universitário da Basiléia, recebe em seu celular imagens de um recém-nascido na Índia com fissura labiopalatina, ele rapidamente coloca as fotos em um software especial que consegue criar automaticamente um modelo digital do palato para o paciente. Da Suíça, envia o modelo de volta aos médicos na Índia, que podem usar uma impressora 3D para imprimir placas palatinas pré-cirúrgicas para pacientes infantis.

Em um fluxo de trabalho que, de outra forma, levaria semanas, alguns cliques de um botão criam uma placa palatina personalizada que pode ser ajustada em recém-nascidos com deformidades faciais de nascença e evita várias cirurgias caras. O processo digital desenvolvido por Müller, chefe do Centro de Tratamento de Fissuras Labiopalatinas da Universidade da Basiléia, e cientistas do Departamento de Ciência da Computação da Escola Politécnica Federal de Zurique (ETH) está sendo testado em clínicas indianas e polonesas e pode melhorar o tratamento, especialmente em países de baixa renda.

As fissuras labiopalatais são muito mais comuns do que você imagina: cerca de um em cada 700 bebês em todo o mundo nasce com lábio leporino e/ou fenda palatina, de acordo com a organização sem fins lucrativos Smile TrainLink externo, que oferece cirurgia corretiva para crianças em 87 países. Esse é um dos defeitos congênitos mais comuns no mundo. A forma mais frequente é o lábio leporino, onde o lábio superior não se forma adequadamente, deixando uma lacuna. Uma fenda palatina ocorre quando o palato (também chamado de céu da boca) não cresce junto durante o desenvolvimento fetal .

Mas as complicações de uma fissura labiopalatal vão além da estética. Crianças com fissuras não tratadas podem enfrentar dificuldades ao longo da vida, incluindo dificuldades respiratórias, de sucção e deglutição, além de problemas dentários e de fala. De acordo com um estudoLink externo publicado na revista JAMA Pediatrics, as pessoas nascidas com fenda palatina também tendem a ter dificuldades de aprendizagem mais graves, transtornos de ansiedade, transtornos do espectro do autismo e até mesmo um risco maior de mortalidade.

Não há dúvida de que as cirurgias reparadoras podem aliviar significativamente essas dificuldades. Desde meados do século 20, um progresso significativo foi feito na reparação das fissuras. No entanto, crianças nascidas com fissura labiopalatina ainda precisam passar por dois a quatro procedimentos cirúrgicos durante a infância e início da idade adulta.

Métodos convencionais caros

O custo das cirurgias reparadoras varia de acordo com o tipo de fissura e o tipo de tratamento necessário. Na Suíça e nos Estados Unidos, normalmente paga-se de US$ 5.000 a US$ 10.000 (CHF 4.700 a 9.400) por cirurgia, diz Müller. Na Índia, cirurgias e tratamentos semelhantes custam entre US$ 2.300 e US$ 3.500. Embora o valor possa parecer relativamente acessível em comparação com o custo do tratamento em países ricos, para muitas famílias em países de baixa e média renda, o preço está muito além de suas possibilidades. Embora a fissura labiopalatal possa ocorrer em todos os grupos étnicos, ela é mais comum em pessoas de ascendência asiática (aproximadamente 1 em 500 nascimentos), seguida por recém-nascidos de ascendência nativa americana e hispânica, de acordo com o Nationwide Children’s HospitalLink externo nos EUA.

Alguns médicos preferem reduzir a intervenção cirúrgica de fechamento da malformação de lábio e palato de várias etapas para apenas um procedimento. No entanto, como diz Müller, isso só pode ser feito em colaboração com uma equipe multidisciplinar. Um dentista pediátrico, um cirurgião e um anestesista fazem a impressão do palato de um bebê logo após o nascimento para criar um molde de gesso. Um técnico dentário experiente confecciona uma placa de plástico individualizada com base no molde e, em seguida, um ortodontista qualificado implanta a placa na boca do bebê e a ajusta frequentemente ao longo de vários meses. A placa fecha o palato, que fica aberto até o nariz, facilitando a ingestão do bebê. Depois de seis a oito meses, a fenda do bebê ficará mais estreita e a posição da língua corrigida o suficiente para realizar uma única cirurgia para fechá-la.

“Mas apenas algumas equipes poderiam fazer isso”, diz Müller. “Como profissionais de saúde, nos sentimos frustrados com o fato de que tais ‘luxos’ não estão disponíveis para muitas famílias nesses países com escassos recursos de saúde, pouco treinamento e um baixo número de profissionais de saúde.” Além disso, as operações não são isentas de riscos. Como o sistema respiratório do bebê ainda não está bem desenvolvido, os médicos correm o risco de bloquear suas vias aéreas ao fazer impressões com material de silicone e causar sufocamento – embora isso seja muito raro.

Das fotos à impressão 3D

Müller e seus colegas do Hospital Universitário de Basel com a equipe da ETH começaram a explorar maneiras de tornar as cirurgias de fissuras mais fáceis, seguras e previsíveis, desde 2020. No entanto, Müller conta que sempre se deparou com uma lacuna intransponível entre a visão do médico e o financiamento. “Como pesquisadores clínicos no campo das malformações de lábio leporino e palato, é bastante raro conseguirmos um grande financiamento”, diz ele.

Felizmente, no início de 2020, a equipe de Müller recebeu financiamento do recém-fundado Botnar Research Center for Child Health (BRCCH) – uma iniciativa conjunta da Universidade da Basiléia e da ETH – para desenvolver um processo digital para medir fissuras espacialmente e simplificar a produção de placas palatinas.

O método mais comumente usado em clínicas em países desenvolvidos é tirar impressões de silicone da placa de um paciente para produzir um modelo de gesso ou capturar imagens com um scanner intra-oral para criar uma impressão digital da cavidade oral. Mas os cientistas participantes do projeto da ETH desenvolveram um processo mais econômico e rápido. A pesquisadora sênior Barbara Solenthaler, especializada em simulação de humanos digitais e modelagem baseada em imagens, disse à swissinfo.ch que, no futuro, os médicos – onde quer que estejam – precisarão apenas de um smartphone, impressora 3D e software de inteligência artificial para produzir uma placa personalizada para seus pacientes.

Depois de capturar algumas imagens 2D ou um vídeo de 30 segundos da fissura de um paciente, os médicos podem inserir as imagens no software desenvolvido por Solenthaler e seus colegas da ETH  para gerar um modelo digital de uma placa palatina que os médicos podem produzir com uma impressora 3D. O software foi treinado usando imagens 2D de moldes e placas de gesso existentes. O fluxo de trabalho digital também é mais suave para os pacientes, já que a fissura labiopalatal só precisa ser fotografada ou filmada, em vez de passar por anestesia ou radiografia para fazer uma impressão.

Mais rápido e mais simples

Este fluxo de trabalho digital pode superar as limitações geográficas. Desde o verão de 2022, médicos de seis hospitais participantes do estudo, incluindo os do Hospital Bhagwan Mahaveer Jain em Bangalore, Índia, enviaram imagens ou vídeos para os laboratórios em Basel ou Zurique. A equipe tem enviado aos médicos um modelo 3D digital de uma placa em troca, que eles podem imprimir localmente.

A longo prazo, esse fluxo de trabalho digital teoricamente se tornará mais barato graças a métodos que economizam tempo. Por exemplo, a impressão 3D poderia diminuir o tempo necessário para os médicos criarem os próprios dispositivos, pois os processos seriam automatizados e impressos de acordo com as especificações, de acordo com o Dr. Yen Hsieh, professor assistente da Faculdade de Medicina da Universidade de Cincinnati e Mary Roz Timbang, do Children’s Hospital Los Angeles, que estão entre os principais usuários da tecnologia de impressão 3D em cirurgia reconstrutiva facial nos EUA. Eles revisaram sistematicamenteLink externo o uso atual da impressão 3D no tratamento de pacientes com fissura labiopalatal e publicaram suas descobertas em 2021.

Um artigo publicadoLink externo em agosto de 2022 por Müller e seus colegas mostra que esse fluxo de trabalho digital pode reduzir o tempo de intervenção manual e pessoal por instituições médicas de 135 minutos para 60 minutos. “Mas isso só é possível depois de superar um período inicial de aprendizado dos médicos e o custo inicial de aquisição de uma impressora 3D”, acrescentam Hsieh e Timbang .

Eles disseram à swissinfo.ch que alguns países de baixa renda têm políticas governamentais que dificultariam o fornecimento desses dispositivos aos pacientes. Outro desafio é como manter o padrão de atendimento entre os centros médicos que utilizam essa tecnologia. “Existem inúmeras impressoras, materiais, algoritmos e processos técnicos. Isso pode dificultar a adoção da tecnologia por médicos que não são tradicionalmente treinados nisso”, diz Timbang . Mas eles ainda acreditam que há um potencial significativo para a impressão 3D melhorar o acesso a tratamentos médicos em países de baixa renda.

O ensaio clínico de Müller deve durar até 2024 e envolver três hospitais na Índia, um na Polônia e dois na Suíça. Durante esse período, Solenthaler e seus colegas continuarão treinando e aprimorando o software, digitalizando e medindo mais moldes e placas palatinas existentes.

Müller está satisfeito com os primeiros sucessos do projeto. “Fiquei muito motivado quando ouvi de nossos colegas em clínicas indianas que isso tornava suas cirurgias muito mais fáceis do que antes”, diz ele. “Espero que nossa nova estratégia de tratamento beneficie particularmente crianças em países de baixa renda, que muitas vezes não têm acesso a tratamento especializado para fissuras devido a restrições financeiras e de recursos de saúde”.

Edição: Sabrina Weiss

Adaptação: Clarissa Levy