Fondef Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico

La creación de herramientas de visualización basadas en un sistema de imágenes de ultrasonido y un localizador 6D para el diagnóstico de enfermedades renales en niños y patologías cardíacas, facilitarán la precisión del trabajo operatorio, con los consiguientes beneficios para el paciente y el equipo médico.

¿Ha pensado alguna vez en el esfuerzo mental que implica para un cirujano efectuar una operación? Sí, porque debe realizar un ejercicio muy certero y preciso para hacer coincidir las imágenes que el paciente se ha tomado previamente (escáneres, ecografías) con lo que encuentra en el momento de la intervención. Imagine cómo aumenta la dificultad cuando la superficie a tratar es un tejido blando que se mueve y cambia de forma a partir de la posición en que el cuerpo está.

Si bien en las últimas décadas ha habido importantes avances -y por consiguiente beneficios tanto para los médicos como para los pacientes- en el campo de la imagenología médica y el poder acceder visualmente a nuestro organismo, está claro que un área que aún necesita de esfuerzos científicos es el de la comparación de imágenes originadas en señales diferentes y en distinto momento, que resulta de gran utilidad para guiar al cirujano en la realización de intervenciones diagnósticas y le permita actuar con mayor información, precisión, exactitud y rapidez. Una ayuda concreta a este problema es que un computador fusione ambas informaciones, lo que implica que se debe desarrollar tecnología matemática-computacional para este fin. Este es el fundamento central del proyecto Fondef “Desarrollo de modelos para fusión de imágenes y uso de localizadores 6D: herramientas y apoyo al diagnóstico médico y procedimientos quirúrgicos”, cuyo director general es el Prof. Raúl Gouet, del Departamento de Ingeniería Matemática.

También participan investigadores del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la “U”, especialistas del Servicio de Salud Metropolitano Occidente, a través del equipo de medicina nuclear del Hospital San Juan de Dios, el equipo GMCAO del Laboratorio TIMC de la Universidad de Grenoble, Francia, PRAXIM, la empresa francesa especialista en cirugía asistida por computador y la empresa chilena Imagen Global.

“Una imagen médica se traduce en una cantidad de información digitalizada que debe ser procesada mediante algoritmos y métodos que residen en el conocimiento de las matemáticas. Mejorarlos, hacerlos más eficaces, programarlos e implementarlos es nuestro objetivo”, explica el Prof. Gouet.

Las nuevas aplicaciones que serán creadas en este proyecto apuntarán al tratamiento y diagnóstico de patologías renales en niños y problemas cardíacos, para luego, incorporarlas a una estación de trabajo llamada SURGETICS, que ya fue adquirida en Francia. Esta máquina se instala en la sala de operaciones y permite conectar el interior con el exterior. “La forma de comunicación es a través de una pantalla táctil y unos pedales que simulan el movimiento de un mouse y que permiten al médico darle órdenes a la máquina. Además, cuenta con dos localizadores o cámaras infrarojas que se ubican en una posición alta y que apuntan hacia la zona donde se está realizando la operación, eso permite al computador saber qué está pasando en la mesa de operaciones y cómo ubicar los instrumentos quirúrgicos con respecto a las imágenes que están almacenadas interiormente”, destaca el académico.

Soluciones Médicas

La primera causa de mortalidad en nuestro país son las patologías cardíacas y se estima que en los próximos años debido al envejecimiento de la población, el diagnóstico, tratamiento y prevención de éstas, será de máxima importancia desde un punto de vista de la salud pública. Para contribuir a ello en el marco de este proyecto serán desarrollados prototipos de softwares para la fusión de imágenes que serán aplicados en procedimientos quirúrgicos de cardiopatías coronarias. Este sistema también se utilizará en niños con patologías renales.

El Prof. Gouet, explica, que la única forma que tiene el computador para integrar las imágenes es determinar exactamente la posición física del paciente. En medicina nuclear se usan trazadores, sustancias radiactivas de corta vida media, que se inyectan en el cuerpo y se fijan en tejidos (como los del riñón), entonces una máquina (gamma cámara) capta la radiación que ellas emiten y produce una imagen que el médico, si lo requiere, puede fusionar con una información proveniente del ultrasonido. Para ello es necesario que el computador conozca los sistemas de referencia espacial, en los que fueron obtenidas las imágenes.

El proyecto también contempla desarrollar un localizador 6D para guiar procedimientos de apoyo a la punción transeptal hemodinámica de pericardio, que permite el acceso a las cavidades izquierdas del corazón, en situaciones complejas: se cruza desde la aurícula derecha a la izquierda a través de la llamada fosa de ovalis, a partir de una aguja y catéter especiales.

Si bien, las estadísticas demuestran que se cometen muy pocos errores médicos en esta acción, el riesgo de dañar estructuras adyacentes, como el seno coronario o la raíz de la aorta, no es descartable y evidencia la necesidad de que el médico opere muy seguro e informado para no errar.

“Buscamos mejorar este procedimiento a través de un censor magnético que estaría ubicado en la punta del catéter y que emitirá señales que son captadas por un receptor externo que le da información a la estación SURGETICS, donde están residentes las imágenes pre operatorias. El médico puede navegar mirando imágenes desplegadas en pantalla, donde se representa virtualmente la posición del catéter”, señala el Prof. Gouet.

Actualmente el equipo de trabajo se concentra en la calibración, instalación de softwares y puesta a punto de la máquina SURGETICS, con el fin de elaborar estas herramientas visuales, las que al facilitar un diagnóstico más preciso y confiable, suponen una incidencia positiva en la calidad de atención de los pacientes y un gran impacto social.

Esta nueva tecnología será implementada primero en el Hospital San Juan de Dios y podría ser generalizada posteriormente a los hospitales públicos del país.

A juicio del académico uno de los aspectos más importantes de este proyecto es que hace realidad el trabajo multidisciplinario y la eficacia de una alianza entre la matemática aplicada y la medicina. Además, afirma, “es destacable que el Centro de Modelamiento Matemático de la Universidad esté realizando un proyecto de esta naturaleza. Esperamos que ahora se instale una capacidad para desarrollar este tipo de tecnologías en Chile, a través del trabajo colaborativo en las áreas de medicina, matemática, informática e ingeniería eléctrica. Para el futuro me gustaría entusiasmar y reclutar a jóvenes que quieran capacitarse en el tema y contribuir a su expansión”.

Revista U-Noticias

01 de Mayo de 2003

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