Crean aplicaciones medicas inspiradas en el sistema de vision humana.

(Los acentos fueron obviados por cuestiones tecnicas)

nspiradas en el sistema de vision humana y con base en modelos matematicos, el profesor de la Facultad de Ingenieria (FI) de la UNAM (Mexico), Boris Escalante, creo aplicaciones medicas utiles en el estudio de organos vitales como el corazon y el cerebro, que ayudarian en el diagnostico de patologias cardiacas, enfermedad pulmonar obstructiva cronica (EPOC) y, de manera eventual, en los males de Parkinson y Alzheimer.

Estas herramientas aplican transformaciones matematicas a la imagen (que llevan por nombre Hermitiana, Gabor y Log Gabor, desarrolladas por el academico y un alumno doctoral) y la analizan como lo haria nuestra retina y corteza; de esta manera es posible abordar el contenido en un dominio diferente al espacial.

Las propuestas —inspiradas en la vision humana— son representaciones sobrecompletas, “porque con este proceso obtenemos una cantidad mayor de datos de los que tenia la figura original, que a su vez contienen informacion redundante”.

Asi se pueden resolver problemas practicos, como recuperar una imagen si se requiere reconstruirla a partir de datos incompletos, restaurarla si ha sido degradada (por ruido o falta de nitidez) o “si queremos fusionar dos tipos en una sola”.

En el Laboratorio Avanzado de Procesamiento de Imagenes (LaPI), Escalante y sus alumnos de posgrado se han abocado a resolver diversos problemas medicos, en colaboracion con colegas del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnologico (CCADET) de la UNAM y del Instituto de Optica de Madrid (España), asi como con medicos de instituciones de salud de Mexico.

Hay patologias del corazon detectables a partir del movimiento de las cavidades a lo largo del ciclo cardiaco (como isquemias y arritmias) y que el cardiologo necesita analizar para hacer un dictamen. Como auxiliar en la diagnosis, Escalante ha desarrollado una herramienta para analizar el movimiento de las estructuras cardiacas en imagenes de tomografia computarizada y muestra hacia donde y con que intensidad se mueve cada zona del corazon.

El academico de la FI, Boris Escalante, desarrollo transformaciones matematicas que analizan las imagenes como lo haria nuestra retina y corteza; la finalidad es elaborar diagnosticos medicos mas certeros. (Foto: UNAM)

Asimismo, ha creado un metodo automatico para segmentar y medir el area y volumen del mesencefalo al usar imagenes de resonancia magnetica. El proyecto, en colaboracion con el Hospital Angeles de Interlomas, se orienta al diagnostico de Parkinson y Alzheimer.

Aunque no se ha corroborado al 100 por ciento, “hay indicios de una correlacion entre el volumen (del cerebro medio) y el grado de avance de estas enfermedades. Esto debe comprobarse mediante estudios estadisticos”.

La segmentacion manual de la region correspondiente al mesencefalo (que tiene forma caprichosa) lleva mucho tiempo y no es exacta. En cambio, el metodo automatico creado en la UNAM permite aislarlo, segmentarlo en tres dimensiones y tener una estimacion precisa de su volumen.

La propuesta se ha validado con “numerosas imagenes y datos de pacientes, asi como con anotaciones de los medicos. Ya se tiene una medida de error de la segmentacion, que es baja”. Ahora laboran en el diseño de una interfaz amigable para que el medico opere el sistema en su computadora.

Con el Instituto de Optica de Madrid se trabaja en una aplicacion para el estudio de la EPOC, causante del enfisema pulmonar. Su etiologia esta asociada al tabaquismo, contaminacion y aspectos geneticos; su mortalidad mundial es de 10 por ciento.

Escalante tambien se enfoca al desarrollo de un metodo automatico para detectar si existe esta enfermedad e identificar las variantes de la misma a partir de imagenes de tomografia computarizada del pulmon.

La finalidad es tener un sistema (integrado por un modelo de representacion sobrecompleta tipo Gabor y un metodo de clasificacion) que analice y clasifique de manera automatica las imagenes y muestre que pulmon esta dañado y si tiene EPOC tipo 1, 2, 3, 4, 5, 6 o 7. A los medicos les cuesta trabajo y tiempo diferenciar visualmente las afecciones.

 “Tenemos un metodo con 94 por ciento de eficiencia. Ya se hizo una clasificacion correcta de estos tipos de la enfermedad pulmonar. Aun no ha sido usado por los especialistas y para que sea un producto final hay que practicar muchas pruebas”, refirio.

De manera previa, en colaboracion con el Instituto de Optica de Madrid, se habia resuelto el problema de fusion multimodal. Se llama asi porque se mezclan dos imagenes de distintos sensores para que el medico vea una sola que comprenda estructura anatomica y actividad cerebral.

En un corte de tomografia por emision de positrones se ve en que zonas cerebrales hay registros. Con una imagen de resonancia magnetica se observa la anatomia.

En el proyecto —desarrollado con la instancia española— el interes fue resolver el problema de fusion para ver la anatomia y el funcionamiento del cerebro. No estuvo asociado a un diagnostico de ninguna enfermedad en especifico.

Para finalizar, Escalante señalo que con estas herramientas adicionales no se pretende sustituir al medico, sino facilitar y permitir un diagnostico mas preciso y objetivo.

Fuente: UNAM/DICYT

Leido en NCYT