Mejorar la calidad de la información de las imágenes médicas es uno de los propósitos de la investigación que realiza el profesor Oscar Valbuena Prada, coordinador del Área de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Simón Bolívar. Su objetivo: busca reducir las imperfecciones que registran las imágenes de tomografía computarizada. Expertos en el área de la salud y la electromedicina se refirieron a los beneficios de este aporte.
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Valbuena Prada realizó una estancia académica en la Universidad Católica del Maule (Chile) con el objetivo de desarrollar ‘Nuevas técnicas estadísticas para el procesamiento de imágenes médicas’, trabajo que se encuentra adscrito a la línea de investigación en Procesamiento de Imágenes Médicas del Grupo de Investigación en Modelamiento Científico e Innovación Empresarial (Gimcine). La propuesta nació como parte del trabajo de tesis doctoral en Estadística y Actuariado del profesor Valbuena que actualmente viene desarrollando en la Universidad Central de Venezuela.
Desde el año 2011 se venía estudiando el tema por iniciativa del profesor Miguel Ángel Vera, director de la tesis de su maestría en Educación Matemática de la Universidad Experimental del Táchira (Venezuela).
Vera, quien ahora es su colega en la Unisimón, le propuso empezar a trabajar en el campo de las matemáticas aplicadas en esta área de la medicina, en la cual se venía formando bajo la tutoría del profesor Antonio Bravo.
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“Durante mis estudios de maestría, me hizo una propuesta para hacer procesamiento y segmentación de imágenes médicas, por medio de un conjunto de técnicas de filtrado para procesamiento de imágenes de tomografía computarizada”, manifestó Valbuena, coordinador del Área de Ciencias Exactas y Naturales de la Unisimón.
Desde el especialista clínico una tomografía computarizada permite diagnosticar, de acuerdo con el área registrada; “si es de cráneo simple, nos deja ver si hay algún tipo de tumor a nivel cerebral, infarto o isquemia, o si hay algún sangrado a nivel de cerebro.
También permite diagnosticar si hay algún edema cuando se presentan politraumatismos”, explicó Adriana Ortega Lobo, médica internista, quien agregó que estas imágenes médicas de tórax y de abdomen permiten visualizar tumores, vasos dilatados o derrame de líquido pleural, de ahí la importancia de la calidad de la información presente en las imágenes.
Una imagen médica digital, por medio de la segmentación se puede dividir en varios subgrupos “y pueden reducir la complejidad de ésta, por lo tanto, analizar la imagen se vuelve más simple y específico”, indicó Juan Carlos Rodríguez Ferrer, profesional en electromedicina.
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El área del procesamiento de imágenes hace parte de la matemática y estadística aplicada a través del uso de la herramienta computacional, logrando grandes avances en la actualidad, por el alto nivel tecnológico de sus componentes, lo que ha llevado a que se desarrollen nuevos y mejores algoritmos de procesamiento, que se entienden como líneas de códigos o instructivos, que le dan a entender a un objeto o a una máquina, la acción que deben realizar, garantizando en el caso de las imágenes médicas, mayor confianza en los resultados que se entregan a los pacientes.
De lo manual a lo automático
Actualmente, el procesamiento de imágenes obtenidas bajo distintas modalidades como la tomografía computarizada, los rayos X y las angiografías entre otras, se sigue haciendo de manera manual o semiautomática por parte del especialista clínico, lo que significa más tiempo, recursos y posibles errores al procesar e interpretar la información que éstas contienen.
Otro tipo de fallas que se pueden registrar en la toma de las imágenes médicas se presenta “por la no colaboración del paciente, al cambiar la posición en la que debe estar para la tomografía, lo que no deja visualizar ciertas estructuras”, señaló la doctora Ortega Lobo.
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Ante este panorama, se busca “en un futuro cercano, que las herramientas estudiadas en la investigación estén incorporadas en los equipos de diagnóstico y puedan ser de ayuda para el especialista a la hora de emitir una valoración”, indicó Valbuena.
Por su parte, Rodríguez Ferrer explicó que automatizar el procesamiento de imágenes médicas con nuevos y mejores algoritmos, permite “que una máquina almacene y analice en segundos miles de casos iguales, comparando y emitiendo un veredicto”.
Desde el área de la salud, la interpretación de la imagen “ya sea de cráneo, de tórax, de abdomen, o de cualquier articulación se basa netamente en los estudios que tiene el médico de la anatomía humana”, puntualizó Ortega Lobo.
La particularidad de la tesis doctoral del profesor Oscar Valbuena está relacionada con las técnicas estadísticas de procesamiento que están basadas en el principio estadístico de la media geométrica, “se implementó un conjunto de métricas para determinar cómo los filtros mejoran la calidad de la información presente en las imágenes”.
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Durante la primera etapa de este proyecto científico que aporta al campo de la salud, se realizaron las pruebas con los filtros clásicos que tradicionalmente se han utilizado de acuerdo con los antecedentes consultados, lo que equivale a “un 70% del desarrollo de las pruebas iniciales en el área de procesamiento de imágenes médicas”, indicó el investigador. La segunda etapa “consistirá en la implementación de los filtros basados en la media geométrica” para poder hacer los estudios comparativos con los aplicados en la fase anterior y analizar los resultados, señaló Valbuena, quien añadió que, para la validación de los algoritmos, se ha contado con especialistas clínicos quienes contrastan las técnicas automáticas con las que actualmente utilizan en la toma y procesamiento de imágenes médicas.
“En Cúcuta, todas las clínicas o IPS, cuentan con radiología, pero solamente las clínicas de tercero y cuarto nivel, tienen los tomógrafos y los resonadores”, señaló la médica internista, quien agregó que los costos de las tomografías son más elevados en comparación con las radiografías porque permiten visualizar si hay lesiones, “pero realmente el beneficio a realizar en imágenes como tomografías y resonancias es mayor para el paciente y para el médico, para que pueda realizar el diagnóstico adecuado.”
Desarrollo científico entre Chile y Colombia
La beca académica de estancia corta de reciprocidad realizada por el profesor Oscar Valbuena, se logró por medio de la alianza entre la Universidad Católica del Maule y la Universidad Simón Bolívar, permitiendo el cumplimiento de una pasantía relacionada con la tesis doctoral que facilitó el intercambio de conocimientos académicos del Laboratorio de Investigaciones Tecnológicas en Reconocimiento de Patrones de Chile.
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La pasantía internacional, sirvió para compartir experiencias con profesores y estudiantes del doctorado de Modelamiento Matemático de la universidad anfitriona, siendo relevante la participación del profesor Ricardo Barrientos, director de la Maestría de Ciencias de la Computación de la Universidad del Maule, quien se encuentra al frente del Laboratorio de Investigaciones, donde se realizaron los trabajos prácticos que implicó la primera fase del proyecto doctoral.
A través de estas acciones de formación alcanzadas por medio de la gestión de la Dirección de Internacionalización y Cooperación (DICO), de la facultad de Ciencias Básicas y Humanas y el programa de Matemáticas y Ciencias de la Computación de la Universidad Simón Bolívar, la Institución de Educación Superior continúa en su tarea de fortalecerse desde el campo investigativo, contribuyendo a la solución de problemáticas que en diversos campos registra la sociedad.
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