Boletín UNAM-DGCS-526
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DESARROLLAN CIENTÍFICOS DE LA UNAM MODELOS PARA CIRUGÍA ASISTIDA POR COMPUTADORA
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Para intervenir
diferentes partes del cuerpo, complejas por su cantidad de componentes, a
partir de sus trabajos sobre tecnología con imágenes
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Informó Jorge A. Márquez
Flores, coordinador del Laboratorio de Imágenes y Visión, dependiente del
Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico
A partir de sus trabajos sobre tecnología con imágenes,
científicos de la UNAM elaboran nuevos modelos de cirugía asistida por
computadora para intervenir diferentes partes del cuerpo, complejas por su
cantidad de componentes, como arterias y venas pulmonares, así como esófago y estómago, próstata y núcleos
celulares.
Así lo informó Jorge A. Márquez Flores, coordinador del
Laboratorio de Imágenes y Visión, dependiente del Centro de Ciencias Aplicadas
y Desarrollo Tecnológico (CCADET); integrado además, por Fernando Arámbula
Cosío y Miguel A. Padilla Castañeda.
Con la investigación sobre diferentes maneras de
interacción entre radiación y materia –que provee de múltiples herramientas
para analizar el cuerpo humano, seres vivos y fenómenos físicos–, podrían
también realizar reconstrucción tridimensional, estudios de estructuras
complicadas, reconocimiento de patrones y, en general, aplicaciones del
procesamiento de gráficos en apoyo a los adelantos en materia biológica, médica
y biomédica, consideró.
Explicó que en ese espacio se
diseñan soluciones y métodos a planteamientos de médicos y biólogos, “trajes a
la medida” para atender los requerimientos de los expertos en física,
ingeniería y computación. “Tratamos de hacer lo mejor posible con el objetivo
de que las aplicaciones tengan incidencia en la sociedad, y en este caso, en el
sector salud en general”.
“Provenimos de áreas distintas, por lo que necesitamos
conocer los problemas, leer sobre medicina y biología. Hemos aprendido a
identificar lo que nos corresponde. En una mamografía vemos texturas, formas,
geometría y esto nos permite caracterizar un tumor, aunque no es nada fácil”,
aseguró.
La importancia de las ilustraciones no sólo se limita a
la observación de la anatomía o estructura de los órganos, sino de la función,
adelantó. Así ocurre cuando la glucosa se dirige a áreas activas del cerebro en
cierto momento, pero si hay una lesión o anormalidad no lo hace como se espera.
Son aspectos que, combinados con otra información, permiten establecer si hay
patologías, y qué regiones se activan.
En el ámbito microscópico, Márquez
Flores ha trabajado en la reconstrucción tridimensional de núcleos celulares,
en particular de la cromatina, que forma el núcleo en células animales, y en
neuronas dopaminérgicas de la sustancia nigra de pacientes con mal de
Parkinson. También algunas porciones de hueso y cráneo, y se aplican las
técnicas al área de antropología física, para identificar mediante unas cuantas
referencias a una persona.
Con la Facultad de Medicina
(FM) se desarrolló un programa de análisis para determinar el efecto de la
cisticercosis en tejidos de cerdo que presentan respuesta inmunológica mediante
procesos bioquímicos. “Cuando las células se colorean quiere decir que hubo
cierta respuesta y el programa las detecta automáticamente”, dijo.
En conjunto con el Instituto
Nacional de Cancerología y el Instituto de Física se intenta caracterizar el
cáncer en mamografías digitales, mencionó. Con el Instituto de Investigaciones
Biomédicas hay un proyecto para estudiar el daño que sufre el núcleo celular
ante radiaciones o tóxicos, al tiempo de detectar la enfermedad a través de
esas modificaciones, refirió.
Recordó que el Laboratorio surgió en 1983. En ese
entonces el doctor Gabriel Corkidi estableció una colaboración académica con el
Instituto Nacional de Cardiología “Ignacio Chávez”, para crear un analizador de
radiografías por procesamiento digital de imágenes, sistema ganador el Premio
de Ingeniería Biomédica 1984.
Luego inició el análisis de reproducciones, graficación y
reconstrucción tridimensional en la entonces Unidad de Digitalización y
Procesamiento de Imágenes, añadió, lo mismo que otras colaboraciones con el
Instituto de Oftalmología, la Facultad de Ciencias o el Instituto de
Investigaciones Biomédicas, entre otras.
Además, continuó, en 1996, en
el Instituto de Biotecnología, en Cuernavaca, Morelos, se fundó una nueva sede
del Laboratorio dedicada a las reproducciones para procesos industriales.
Márquez Flores expuso que crear una imagen médica
comienza con la interacción de una fuerza, de radiación por ejemplo, con el
cuerpo humano. Es un fenómeno físico que pasa por un órgano. Los rayos X, por mencionar un caso, se
encuentran con tejido denso, hueso o calcificaciones. Entonces, el sistema de
producción se estructura en un arreglo matricial (datos en dos dimensiones), es
decir, a cada pixel le corresponderá una intensidad de energía.
Al mencionar algunos de los proyectos del Laboratorio,
admitió que se cuenta con una base de más de dos mil imágenes de dominio
público, Visible Human Project o Proyecto del Humano Visible. Desde 1996,
mediante convenios, se permite a científicos de todo el mundo acceder a ese
acervo de origen estadounidense.
Ese cuerpo virtual es utilizado por los universitarios
para desarrollar, en colaboración con el ISSSTE, un proyecto de endoscopía. De
ese modo se ha reconstruido este sistema para simular cómo se introduce el
endoscopio, a fin de “ayudar al entrenamiento de los médicos en este
procedimiento y a costo bajo”.
Por lo general, el esófago
está colapsado, por lo que cuando entra el instrumento debe abrirse paso y
ensanchar las paredes. Por ello, la
práctica debe incluir esta problemática, cómo se da el proceso de tragar
o el latido del corazón que se percibe, entre otros fenómenos, abundó.
Además, se han hecho modelos
de otros órganos. Por ejemplo, con base en la técnica de ultrasonido se hizo el
de próstata, que en ocasiones requiere de una cirugía sencilla que podría
automatizarse. En Inglaterra ya existen robots para esta intervención. En el
CCADET ya se desarrolla un mecanismo con fines de entrenamiento en una primera
etapa.
Por último, mencionó que está
por iniciarse una colaboración con la FM, con el objetivo de desarrollar
técnicas de combinación de imágenes provenientes de tomografía por emisión de
positrones (PET) y resonancia magnética. Los trabajos comenzarán con el cerebro
y permitirán hacer diagnósticos más acertados, concluyó.
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FOTO 01
En el Laboratorio de Imágenes y
Visión del CCADET de la UNAM, se desarrollan modelos para cirugía asistida por
computadora, informó su coordinador, Jorge Márquez Flores.
FOTO 02.
La importancia de las imágenes
obtenidas en el CCADET de la UNAM, no se limita a la observación de la anatomía
o estructura de los órganos del cuerpo humano, sino de su función, dijo el
investigador Jorge Márquez Flores.