Para investigadores de la UNET

Imágenes en 3D podrían sustituir tratamientos invasivos

Imagen del corazón 3D
Por Iriana Cánchica M

Por Iriana Cánchica M

Proyectos de investigación se realizan en el Táchira con la finalidad de que a futuro las patologías de cualquier órgano del cuerpo humano no sean tratadas de manera invasiva, sino mediante la toma de imágenes tridimensionales

Según Antonio Bravo, la Bioingeniería tiene como función primordial utilizar las herramientas brindadas por la Ingeniería con el fin de colaborar con ciencias como la Biología y la Medicina, entre sus objetivos se encuentra la creación de aplicaciones, dispositivos e instrumentos que sirven para mejorar la calidad de vida de las personas.

En la actualidad se encuentra en aumento el número de individuos que sufren de algún tipo de patología, lo que implica generalmente un tratamiento de tipo invasivo, que generalmente consiste en someter a un paciente a una intervención quirúrgica. La idea de crear dispositivos y aplicaciones por parte de la bioingeniería es no tener que exponer a las personas que sufran de alguna enfermedad a ningún tipo de incisión o inserción.

Con respecto a esto María Antonieta Valero, Ingeniero en Informática y docente investigador del Grupo de Investigación de la Universidad Experimental del Táchira (UNET) está desarrollando una aplicación para segmentación (área en específico) de próstata que consiste en tomar imágenes bidimensionales de ultrasonido transversal de un paciente cualquiera y transformarlas en imágenes tridimensionales, lo que significa poder observar la próstata en 3D.

Ing. María Antonieta Valero
Por Iriana Cánchica

“La imagen de la próstata entraría a la aplicación en forma bidimensional y sería procesada y transformada en una imagen tridimensional, lo que ayudaría al médico a verificar la forma y el tamaño de la glándula y así podría determinar el tipo de patología sin necesidad de someterlo a ningún tipo de método invasivo”, Acotó.

Una nueva forma de identificar patologías

Para María Antonieta Valero con este tipo de software es más fácil identificar patologías, porque cuando son ultrasonidos normales con imágenes 2D el médico necesita la ayuda de un especialista para leer la segmentación o de un Radiólogo, mientras que con esta nueva aplicación el doctor puede observar el glande y determinar el grado de la enfermedad aún cuando no tenga especialización en el área.

En cuanto a la importancia de esta investigación afirma Valero que el ultrasonido transversal es el más utilizado para detectar cáncer de próstata y esta imagen es la más difícil de ver por un médico, por el ruido y distorsión que hay en ella, por eso se busca mejorar la imagen, y hacer una extracción de la glándula prostática para dibujar en 3D.

Imagen próstata 3D
Por Iriana Cánchica

“El cambio seria como de un eco bidimensional de un embarazo a un eco tridimensional, poder voltearlo y verlo por dentro, se esta terminando el proyecto y para probarlo se esta trabajando con data clínica vieja y con data sintética que hemos ingresado. La idea es comparar los resultados con un experto para contrastar la forma como se ve actualmente y como se observa con segmentación tridimensional”.

Del mismo modo explica la investigadora, que la idea a futuro es que el médico pueda planificar las operaciones en ese modelo 3D y mediante la imagen decidir por donde hacer la inserción sin afectar toda la próstata, así como lograr que esta aplicación se convierta en un simulador, en cuanto a cómo quedaría el órgano afectado después de la operación.

“Ahorita lo hace el experto a vista. Si yo abro y estiro aquí como va a quedar la próstata, en cambio la aplicación si me mostraría como quedaría la próstata al estirar una parte de ella, claro esto es a largo plazo, ahorita solo trabajamos en la segmentación en 3D”

Filtros en imágenes determinarían patologías cardíacas

El procesamiento de imágenes en análisis del corazón en tomografías computarizadas multicapas, consiste en tomar las imágenes que arroja el tomógrafo de los veinte volúmenes de los estados del corazón. De cada volumen el tomógrafo puede tomar alrededor de 400 imágenes, esas imágenes son cortes transversales del órgano donde se ven los ventrículos, las aurículas, las cavidades cardíacas, entre otras.

Imagen corazón en 3D

Por Iriana Cánchica

José Clemente, Ingeniero en Informática y docente investigador de la UNET explica que, el proyecto de investigación en el cual trabaja actualmente consiste en aplicar filtros a las imágenes mostradas por el tomógrafo, transformándolas en 3D para que después el especialista pueda seleccionar la zona de interés que necesita.

Continúa explicando Clemente que el software sirve para diagnosticar, ya que el doctor no va a tener que tardar semanas, analizando las imágenes una por una para ver si existe una falla o no, porque la aplicación va a mostrar instantáneamente el resultado.

“Para cada volumen tarda 5 minutos, que anteriormente podía tardar de 3 a 4 días para analizar imagen por imagen y detectar si había algún problema, mientras que aquí se le va a mostrar las estructura, por ejemplo del ventrículo izquierdo y el va a poder ver si esta ensanchado o si hay una contractura en la zona en específico y es mucho más fácil de diagnosticar”.

Así mismo, el Ingeniero asegura que lo fundamental es que el instrumento no sólo filtra la imagen y la convierte en 3D sino que le agiliza el tiempo al doctor, porque nada más en cinco minutos que tarda la aplicación puede dar resultados que actualmente implicarían 3 o 4 días de observación y análisis.

En cuanto a otros resultados que se piensan obtener con este instrumento, el investigador explica que el estudio también rota el eje del corazón y lo coloca en vertical con el suelo, para así realizar noventa incisiones nuevas sobre esa estructura 3D lo que ayudará a conseguir los puntos del borde y poder hacer el análisis de los movimientos del corazón, y de esta forma lograr determinar problemas cardíacos como la arritmia.

Se pinta de colores el corazón

Pero el trabajo de Clemente no se queda allí, después del proceso de segmentación el docente investigador Juan José Mantilla reconstruye tridimensionalmente el movimiento del corazón, específicamente la cavidad del ventrículo izquierdo, porque es la que se usa para los estudios de cardiología, ya que es la cavidad que registra mayor movimiento de las cuatro que tiene el corazón.

“La imagen pasa por un sistema de segmentación donde se obtienen los puntos y luego se parte con todos esos datos a hacer la reconstrucción tridimensional del movimiento del corazón, a partir de esto se pueden cuantificar parámetros como torsión, contracción radial, longitudinal y una representación polar del movimiento”, explicó Mantilla.

Considera el docente que el aporte más importante del proyecto es una representación que se conoce como ojo de buey, la cual utilizan los médicos cuando hay algún padecimiento cardíaco y consiste en ver el corazón desde la perspectiva superior, para luego dividir la cavidad ventricular por zonas y asignarle un color por cada zona de acuerdo a la intensidad de movimiento. “Por ejemplo, las zonas donde hay menos intensidad de movimiento son coloreadas con azul y las que tienen mayor intensidad son coloreadas con verdes”.

Imagen puntos de mov y colorización del corazón
Por Iriana Cánchica

Insiste Mantilla que la idea de crear esta aplicación es evitar los métodos invasivos como el cateterismo o las operaciones de próstata y de cualquier otro órgano, del mismo modo informa que el costo de la aplicación es computacional, únicamente se necesita una equipo que soporte los datos, que sea rápida, con alto poder de almacenamiento y procesamiento porque la aplicación corre en un computador en ambiente Linux o Windows y su fuente de datos son las imágenes que genera el tomógrafo.