3D permitirá conocer tamaño y ubicación de los tumores

A Marcela, de 35 años, le descubrieron una masa cerebral que le causaba anomalías en su cuerpo, como la ausencia de menstruación. Así, uno de sus mayores sueños, concebir un hijo, se había truncado.

Tras un largo tratamiento con medicamentos que nunca lograron controlar el glioma (tumor), las posibilidades se cerraron a una sola: someterse a un procedimiento quirúrgico para extirparlo y, de no sufrir complicaciones, mejorar su calidad de vida.

La cirugía les implica a los pacientes someterse a exámenes previos como tomografías y resonancias magnéticas que muestran el tamaño y localización del tumor. Estas pruebas le indican al especialista las pautas para saber por dónde hacer la craneotomía y qué presión ejercer sobre el cerebro al realizar la intervención. Sin embargo, carecen de precisión y pueden provocar derrames de sangre y líquidos encefalorraquídeos, que conllevan inflamación o movimientos del tumor.

La nueva herramienta en 3D permitirá conocer con precisión el tamaño y ubicación de los tumores para extirparlos sin errores

Con el objetivo de brindar a los especialistas un instrumento de imaginología que durante la intervención proporcione una visión del glioma en tercera dimensión, con total exactitud, el Grupo de Investigación en Percepción y Control Inteligente (PCI) de la Universidad Nacional de Colombia en Manizales y el Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN Cinvestav en Guadalajara (México) están desarrollando una herramienta denominada Modelado en 3D de tumores cerebrales empleando endoneurosonografía y redes neuronales artificiales.

Esta herramienta de visualización en tres dimensiones permitirá a los neurocirujanos conocer con precisión el tamaño y ubicación de los tumores cerebrales, para lograr su extirpación sin lugar a error.

Craneotomía: en busca de la extracción

Después de los análisis preoperatorios, el primer paso en la intervención denominada craneotomía es un corte en el cuero cabelludo que le permitirá al neurocirujano hacer un orificio en el cráneo para introducir el instrumental de trabajo y, en algunas ocasiones, un endoscopio que proporciona una imagen del cerebro y el tumor.

Al contar con una sola cámara, el proceso de visualización no brinda información sobre la profundidad de la escena, lo cual dificulta en algunas ocasiones el hallazgo del glioma, pues se puede confundir con tejido sano o intervenir áreas que podrían llegar a afectar el habla o la motricidad del paciente.

La técnica de tumores cerebrales modelados en 3D está basada en una combinación de equipos que se usan diariamente en los hospitales para otros exámenes: el ultrasonido y el endoscopio. Con el primero es posible detectar las zonas afectadas por el glioma, mientras con el segundo –modificado para que contenga dos cámaras– se puede obtener información tridimensional acerca de la posición y geometría del cerebro y el tumor.

Representación 3D

Al introducir en la cabeza del paciente el endoneurosonógrafo (compuesto por dos cámaras endoscópicas y ultrasonido), el especialista recorre el cerebro en busca de la afección, tiempo en el cual ambas herramientas capturan las imágenes que posteriormente pasarán a un computador para ser combinadas.

Según Andrés Felipe Serna Morales, investigador del Grupo PCI de la UN en Manizales, “el tejido sano se distingue del maligno gracias al eco, bastante diferenciado, que producen las ondas ultrasónicas al rebotar contra ellos. Una vez detectado el tumor, la información de las cámaras endoscópicas permite hacer una reconstrucción en tercera dimensión”.

La prolongación de las neurocirugías hace que uno de los mayores retos sea procesar y almacenar de manera eficiente las millones de imágenes que se adquieren intraoperativamente. El modelado en 3D usa dos técnicas de procesamiento digital: una, denominada reconstrucción estéreo, para las provenientes de la endoscopia, y otra, conocida como segmentación de tumores, para el ultrasonido. Así, es posible obtener una nube de puntos tridimensionales que finalmente llevan a la representación de la anormalidad.

“Posteriormente, utilizamos una técnica matemática denominada redes neuronales artificiales, que tiene la capacidad de emular y modelar de manera continua, compacta y precisa la geometría y morfología del tumor con la información proveniente de los videos. El sistema no requiere largos tiempos de renderización ni conocimiento a priori de este, ya que está entrenado para identificarlo”, asegura Serna Morales.

Gracias a ello es posible que, a través de un monitor instalado en la sala de cirugía, el especialista adquiera en tiempo real la reconstrucción tridimensional del glioma, lo que le permite conocer con exactitud su forma y extraerlo con mayor precisión. Luego se puede volver a introducir el endoneurosonógrafo y el ultrasonido para descartar alguna presencia mínima de anormalidad.

La exitosa técnica se probará en escenarios intraoperativos reales. Según los estudios clínicos reportados en la literatura y los obtenidos en la investigación, las redes neuronales y la endoneurosonografía se convertirán en un gran potencial de apoyo durante las intervenciones quirúrgicas.

Fuente: Agencia de noticias unal.edu.co