• El objetivo es explotar
al máximo las características propias de los
equipos digitales en este terreno
• Son resultado de una década de investigación
de María Ester Brandan y tesistas de maestría,
en colaboración con el INCan
En la detección temprana de cáncer
de mama, los hospitales de México generalmente usan los mastógrafos
digitales, de la misma forma como se usaban los equipos analógicos
anteriores. Ante ello, en el Instituto de Física (IF) de la
UNAM se desarrollan nuevas técnicas que permitan “obtener
el máximo provecho” de la inversión en tecnología
avanzada.
Durante una década, María Ester
Brandan y sus alumnos tesistas de maestría han diseñado
y evaluado técnicas novedosas en mamografía digital,
que no implican recursos adicionales. Al equipo que se usa para trabajo
rutinario de mamografía le “sacan jugo”.
Estas tareas se basan en operaciones matemáticas
aplicadas a las mamografías digitales que, dijo Brandan, son
también imágenes de rayos X pero, a diferencia de las
convencionales obtenidas en película radiográfica, son
archivos de números.
El proyecto actual de Brandan es de resta
o sustracción de imágenes y se desarrolla en colaboración
con Yolanda Villaseñor, del Instituto Nacional de Cancerología
(INCan).
En realidad, precisó, el desarrollo
ha sido “una cadena de proyectos”. Tres tesistas han participado
en la resta de imágenes mamográficas con la utilización
de un medio de contraste basado en yodo.
En primer lugar, Verónica Ramírez
hizo su tesis de maestría en Física Médica sobre
resta de imágenes con energía dual, que busca visualizar
microcalcificaciones mamarias. “Ahí empezó nuestra
historia”, que Brandan contó al participar en los seminarios
de Física Médica 2012, con el tema Técnicas novedosas
en mamografía digital.
Ramírez, ingeniera física del
Tec de Monterrey, hizo un estudio de factibilidad. Con el Senographe
2000D (mastógrafo digital recientemente donado por el INCan
al Instituto de Física) restó pares de imágenes
adquiridas con rayos X de energía diferente, para “sólo
quedarnos con los calcios”.
Adaptó un formalismo matemático
con el que obtuvo predicciones. Construyó un maniquí
donde depositó calcificaciones de una mastectomía. Obtuvo
dos imágenes (una con voltaje alto y otra con bajo); optimizó
sus cálculos e hizo la resta respectiva.
La “cruda realidad” fue que se
podía restar, pero el contraste de la calcificación
era demasiado bajo con relación al ruido residual en el fondo
de la imagen, y sólo se podría reducir si se aumentara
la intensidad de los rayos X, pero eso significaría “más
dosis para el paciente”.
Entonces, la siguiente pregunta fue ¿cómo
aumentar el contraste en zonas de interés y, a la vez, eliminar
de la imagen la estructura de la mama? De ahí, la idea de restar
imágenes con el uso de un medio de contraste (con yodo).
En la siguiente etapa, participó Bianey
Palma, quien con un maniquí específico para observar
objetos cilíndricos (en simulación de vasculatura) que
contenían una solución yodada, confirmó predicciones
sobre contraste y ruido.
Luego, siguió Iván M. Rosado
que mejoró la formulación; hizo predicciones más
detalladas y diseñó un protocolo clínico que
se presentó al Instituto Nacional de Cancerología. Actualmente,
Juan Pablo Cruz Bastida se dio a la tarea de resolver algunos problemas
del procesamiento que encontró Iván.
Brandan y sus tesistas experimentan con diversas
modalidades de resta. Una “se basa sólo en la diferencia
temporal entre las dos imágenes” (una adquirida antes
de inyectar medio de contraste y la otra, después, al restar,
sólo queda el yodo).
En otra, se aplicó “el formalismo
de energía dual”: se toman dos imágenes al momento
en que el yodo ya circula en mama y cambia la energía de los
rayos X entre una y otra. La resta se diseña para enfatizar
la visualización de la sustancia, lograda al eliminar el fondo
estructurado.
Con Iván Rosado, Brandan mezcló
las dos. Técnica temporal y de energía dual, “con
resultados excelentes, que se confirmaron en los maniquíes”.
Se publicaron dos artículos en Medical Physics.
“Hemos propuesto la técnica
dual temporal porque ofrece el mejor contraste comparado con el ruido”,
aseguró Brandan en la sala Ángel Dacal, del
Instituto de Física. “En el tema de resta de imágenes
mamográficas clínicas con la utilización de contraste,
no hay más de cinco grupos que lo hacen en el mundo”:
en Alemania, Francia, Estados Unidos, Canadá y nosotros.
Ahora, llega el momento de la verdad. Trabajan
con la llamada técnica digital enfatizada con medio de contraste.
Están en la tercera etapa. Las imágenes se toman en
equipos digitales del INCan. En el protocolo, hay 20 pacientes con
lesiones sospechosas. Aplican tres maneras de restar: la temporal,
con cambio de energía, y “nuestra propuesta, la combinación”.
La hipótesis en que se basan estas
técnicas es que al administrar un medio de contraste la sustancia
circula en la sangre. Si hay una lesión maligna, la sustancia
también va a ir por la nueva red sanguínea que propicia
el proceso tumoral (angiogénesis), va a desbordar los nuevos
vasos (aún inmaduros) e inundar la zona, de modo que al tomar
la imagen con rayos X, se visualizará una región blanca.
Para Brandan, “el análisis matemático
nos hizo ver desde el principio que no se obtenía el mismo
contraste con la resta temporal y la combinada, aunque las predicciones
eran iguales”. El estudiante Rosado postuló que el problema
estaba asociado con el fondo estructurado, que influía en el
resultado.
El siguiente paso lo dio Juan Pablo Cruz
Bastida con una resta matricial, que permitió resolver el conflicto
interno. Llegamos a un proceso “cuantitativamente sólido”.
Al aplicar la resta matricial a imágenes
tomadas en un maniquí que simula la estructura de la mama,
se observa que los resultados con la técnica combinada son
iguales a los de la temporal.
¿Cuál es mejor? ¿Una
o doble energía? Ésa es la pregunta que motivó
la tesis de Cruz Bastida. Sin embargo, Brandan piensa que, una vez
lograda la coincidencia numérica, ambas “son opciones
favorables, y la elección de una u otra dependerá de
las circunstancias. Y esa es una decisión médica”.
El formalismo actual promete; resuelve las
inconsistencias. Permite, afirmó Brandan, “asociar curvas
de captación de yodo con malignidad y benignidad”. Sin
embargo, “nuestra experta (Yolanda Villaseñor) quisiera
que el método le ofreciera un valor numérico como resultado,
y aún no hemos resuelto el asunto de cómo cuantificar
la captación” de yodo.
“Somos –dijo finalmente–
el único grupo que trabaja en la parte cuantitativa. Los demás
están más interesados en mejorar la percepción
visual del radiólogo. Después de todo el esfuerzo que
conlleva esta técnica, quedarse con una impresión subjetiva,
sería no apreciar el valor de la información que está
en los números”.
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