La visión humana inspira aplicaciones médicas sorprendentes

Un curioso modelo médico que analiza la imagen de forma similar a como el ojo humano observa está siendo desarrollado por investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), quienes se han inspirado en los esquemas que las personas usan para mirar.

“Hemos aplicado transformaciones matemáticas a la imagen, que llevan por nombre Hermitiana, Gabor y Log Gabor, las cuales la analizan como lo haría nuestra retina y corteza cerebral. La importancia de los tres modelos es que se inspiran en propiedades muy importantes de la visión. Hemos decidido denominar sus resultados como “representaciones sobrecompletas” porque después de analizar las imágenes que obtenemos se termina obteniendo más información que la que tiene la figura original”, asegura Boris Escalante, académico de la Facultad de Ingeniería de la UNAM.

Así se podrían resolver problemas prácticos como:

• Recuperar una imagen si se requiere reconstruirla a partir de datos incompletos.
• Restaurar la imagen si ha sido degradada (por ruido o falta de nitidez).
• Fusionar dos tipos de imagen con distintos sensores en una sola.

Diagnóstico seguro

Los resultados preliminares de la investigación permiten predecir que con esta herramienta se podrá hacer un diagnóstico certero en patologías cardíacas, enfermedad pulmonar obstructiva y, de manera eventual, en los casos de Parkinson y Alzheimer. Esto la convierte en una aplicación médica que servirá de gran apoyo  para la investigación científica.

En el Laboratorio Avanzado de Procesamiento de Imágenes (LAPI), Escalante y sus alumnos de posgrado se han abocado a resolver diversos problemas médicos, en colaboración con colegas del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de la UNAM y del Instituto de Óptica de Madrid, así como con médicos de instituciones de salud mexicanas.

Para el corazón y el cerebro

Dentro de las herramientas desarrolladas por Escalante y sus alumnos, y como auxiliar del diagnóstico, el investigador ha desarrollado una herramienta destinada a analizar el movimiento de las estructuras cardíacas en imágenes de tomografía computarizada, y así muestra hacia dónde y con qué intensidad se mueve cada zona del corazón.

“Hay patologías del corazón detectables a partir del movimiento de las cavidades a lo largo del ciclo cardiaco -como isquemias y arritmias- y que el cardiólogo necesita analizar para hacer un dictamen”, complementa el investigador.

Asimismo, ha creado un método automático para segmentar y medir el área y volumen del mesencéfalo al usar imágenes de resonancia magnética.

Lo que viene

El proyecto, en colaboración con el Hospital Ángeles de Interlomas de México, se orienta, en un segundo momento, al diagnóstico preventivo de Parkinson y Alzheimer.

“Aunque no se ha corroborado en su totalidad, hasta ahora existen indicios de una correlación entre el volumen del cerebro medio y el grado de avance de estas enfermedades. El método automático creado en la UNAM permite aislarlos, segmentarlos en tres dimensiones y tener una estimación precisa de su volumen”, afirma Escalante.

La propuesta se ha validado con numerosas imágenes y datos de pacientes, así como con anotaciones de los médicos tratantes.

Ahora laboran en el diseño de una interfaz amigable para que el médico opere el sistema en su computador o dispositivo móvil.

Trato especial a EPOC

Para el caso de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), el equipo de científicos creadores de la asombrosa herramienta trabajan junto con el Instituto de Óptica de Madrid (España) en la búsqueda de evitar que se llegue al enfisema pulmonar, mediante el estudio de las variantes de la enfermedad usando como herramienta imágenes de tomografía computarizada.

“La finalidad es tener un sistema integrado por un modelo de representación sobrecompleta tipo Gabor y un método de clasificación que analice y clasifique de manera automática las imágenes y muestre qué pulmón está dañado para que los médicos puedan diferenciar visualmente las afecciones”, finaliza el investigador.

Este método tiene un 94% de eficiencia, según los estudios preliminares aunque no ha sido usado por los especialistas y faltan algunas pruebas por realizar.

Estas herramientas adicionales no pretenden sustituir al médico, sino facilitar y permitir un diagnóstico más preciso y objetivo.

Más información
www.unam.mex