El Instituto de Microelectrónica Aplicada (IUMA) de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria vuelve a unir ingeniería y medicina en un nuevo proyecto dirigido a lograr una herramienta más precisa para detectar las primeras trazas de cáncer de cérvix, células precancerosas y cancerosas que, con el instrumental disponible en la actualidad, muchas veces se escapan al ojo humano del ginecólogo. Bajo la dirección del catedrático Gustavo Marrero Callicó, dos tesis doctorales confluyen hacia este objetivo, la de Carlos Vega -ingeniero de Telecomunicaciones especializado en sistemas electrónicos-, y la de Norberto Medina -médico especialista en Ginecología del Hospital Universitario Materno Infantil de Las Palmas-. Ambos trabajan en el desarrollo de una nueva tecnología, que une imagen hiperespectral, inteligencia artificial y aceleración hardware para que la herramienta resultante de diagnóstico funcione en tiempo real y con una precisión sin precedentes.
«Esta investigación es una continuación natural del proyecto Helicoid de detección de tumores cerebrales con imagen hiperespectral, y en este caso vamos a hacer una traslación de esta tecnología al campo de la ginecología», indicó Gustavo Marrero, en referencia al proyecto europeo que ha dirigido para el desarrollo de tecnología que permite la identificación en tiempo real, con imágenes hiperespectrales, de los márgenes del tumor cerebral durante la cirugía, lo que ayuda a extraer el tumor y respetar la mayor cantidad de tejido sano posible.
Los investigadores del IUMA llevan ahora esta experiencia al campo de la ginecología, con la colaboración del Hospital Materno, en un proyecto dividido en varias etapas. La primera, ha sido el desarrollo, por parte de Carlos Vega, de un colposcopio hiperespectral para la detección de cáncer de cuello de útero, trabajo por el que obtuvo el premio a la mejor publicación realizada por un estudiante en el congreso internacional Euromicro DSD 2022. «En este trabajo hemos acoplado y desarrollado la tecnología para ampliar la visión de un colposcopio -herramienta del ginecólogo para examinar el cuello del útero de sus pacientes-, para ser capaces de utilizarlo con tecnología hiperespectral. Esto nos permitirá en breve empezar a capturar imágenes hiperespectrales que tengan información que el ojo no es capaz de ver», subrayó el estudiante del Doctorado en Tecnologías de Telecomunicación e Ingeniería Computacional de la ULPGC.
El proyecto del IUMA que cuenta con la colaboración del Hospital Materno Infantil, aportará una herramienta eficaz que localizará en tiempo real lo que el ojo humano no ve
Una herramienta que en breve comenzará a utilizar el ginecólogo Norberto Medina en su consulta del Materno para obtener el mayor número de muestras posibles, necesarias para «entrenar» las máquinas de inteligencia artificial, la otra pata del proyecto que desembocará en un sistema de diagnóstico innovador para la detección precoz. «El cáncer de cuello de útero tiene una serie de estadios o pasos iniciales antes de llegar a un cáncer. Puede haber una lesión o un daño donde haya un grupo de células que estén degenerando pero eso, a vista de ojo y con las imágenes colposcópicas que tenemos hoy, muchas veces es difícil de ver. La novedad de este estudio, es que la colposcopia con imagen hiperespectral te permite identificar unas características propias de las células cancerígenas y no cancerígenas y diferenciarlas», explicó el especialista.
Algoritmos
En las próximas semanas, Norberto Medina empezará a utilizar en pacientes el colposcopio hiperespectral que generó Carlos Vega con el fin de obtener el mayor número de muestras posibles. Para Gustavo Marrero, la labor del ginecólogo es fundamental en esta nueva fase del proyecto para entrenar los algoritmos de inteligencia artificial y explicar cuál es la firma hiperespectral del cáncer de cérvix. «Si hay un cáncer avanzado, el ginecólogo lo va a detectar perfectamente, pero nosotros aprovechamos la información de esos tumores grandes para el entrenamiento del sistema de inteligencia artificial. Así, en el futuro, cuando tengamos unos pocos puntos que tengan esa firma hiperespectral y que el ginecólogo probablemente no pueda ver por limitación de la visión humana, con las máquinas podremos detectar esas primeras trazas del cáncer en la cérvix, y evitar que proliferen, un avance importante en detección precoz».
Durante esta semana se han llevado a cabo las últimas pruebas del equipo en el Hospital_Universitario Materno Infantil de Las Palmas, según explicó Carlos Vega. «En unas semanas comenzará a utilizarse en la consulta del doctor Medina para empezar a capturar datos y, en breve, empezaremos a desarrollar los algoritmos necesarios para que el sistema no sea muy complejo para el médico, sino que sea una herramienta muy sencilla que le de una información relevante. Los algoritmos que desarrollaremos lo que hacen es resaltar las zonas precancerígenas, cancerígenas y sanas, y decirles de una forma muy sencilla al ginecólogo, esto es una zona precancerosa que hay que analizar con detalle, estas regiones están sanas o hay lesiones de mayor grado y riesgo», concluyó el ingeniero.
Forma parte de las tesis doctorales del ingeniero David Vega, y del especialista en ginecología Norberto Medina
Para el especialista médico, aunque el estudio aún llevará su tiempo, «es una gran novedad, que nos permitirá identificar cosas cada vez más pequeñas. La imagen hiperespectral nos indicará zonas que pueden ser un riesgo y eso te puede permitir hacer un tratamiento precoz. Probablemente con el tema de la vacunación, las lesiones en el cuello del útero cada vez puedan ser menores, más difíciles de diagnosticar con la herramienta que tenemos en la actualidad, que es una colposcopia con luz normal. Sin embargo, la imagen hiperespectral te va a permitir identificar con más precisión, profundidad y de forma más precoz, aquellas células que pueden degenerar».
El ginecólogo recordó que, además de ser un gran avance en la prevención del cáncer de cérvix, permitirá una mayor precisión a la hora de determinar qué mujeres necesitan biopsia y quienes no; además de una mayor sensibilidad a la hora de estudiar a pacientes con citologías alteradas que conlleve o precisen un estudio colposcópico. «Esto es un largo camino, pero es la tecnología imbricándose en la medicina. Y además, supone un salto cualitativo y hasta un cambio de paradigma en lo que es la herramienta con la que trabajamos los ginecólogos. El colposcopio lo inventaron en 1923, y aunque han habido mejoras en las fuentes de luz, la base sigue igual. Con este estudio vamos a contribuir a un cambio importante cualitativo de esta herramienta», avanzó Norberto Medina.
Avances patentados en Estados Unidos y Japón
El grupo de investigación que lidera el catedrático Gustavo Marrero Callicó en el Instituto de Microelectrónica Aplicada (IUMA) de la Universidad de Las Palmas ha logrado posicionar la imagen hiperespectral como una de las herramientas más potentes para el diagnóstico precoz del cáncer, especialmente en tumores de difícil detección como son los cerebrales o los de piel. La investigación desarrollada por los científicos del IUMA ha demostrado la eficacia de esta tecnología para diferenciar entre tejidos sanos y tumorales, permitiendo al cirujano una extracción quirúrgica más precisa y segura, tras lograr un sistema que detecta si hay cáncer o no, en tiempo real. Todo empezó hace unos años con el proyecto Helicoid, financiado por la Comisión Europea con 1.100.000 euros y coordinado por Marrero Callicó, con el que se logró aplicar técnicas avanzadas de clasificación de imágenes hiperespectrales a la detección de tumores cerebrales. Dicha investigación, en la que contaron también con la participación de médicos del hospital Universitario Doctor Negrín, además de otras entidades internacionales, culminó por parte de la ULPGC con dos patentes internacionales, una en Estados Unidos -Sistema para la detección de tumores cerebrales en tiempo real usando imágenes hiperespectrales-, y otra en Japón. Esta línea de investigación, de la que el IUMA es referente internacional, ha ido avanzando hacia otros tumores en dermatología y ahora en ginecología. | M. J. H.
