*Como parte del ciclo Universidades por la ciencia, El Colegio Nacional transmitió en vivo el 9 de marzo la conferencia Fronteras de la física médica. Técnicas avanzadas de la mamografía digital, que impartió la investigadora María Ester Brandan, del Instituto de Física de la UNAM
*El ciclo es coordinado por el colegiado Jaime Urrutia Fucugauchi, Dionisio Meade García de Léon y Araceli Rodríguez de Fernández, de Fundación UNAM, y Araxi Urrutia, de la Universidad Nacional Autónoma de México
*El proyecto de Ester Brandan se centra en la mamografía digital. En una imagen digital se utilizan operaciones matemáticas para buscar diferencias, es decir se resta pixel por pixel, la resta de imágenes es una de las herramientas fundamentales en su investigación
Durante 20 años el interés de la investigadora María Ester Brandan, del Instituto de Física de la UNAM, se ha centrado en las técnicas avanzadas de la mamografía digital. Considera que la física médica es la física aplicada a la prevención, tratamiento y diagnóstico de las enfermedades del ser humano.
Al impartir la conferencia Fronteras de la física médica. Técnicas avanzadas de la mamografía digital, como parte del ciclo Universidades por la ciencia, coordinado por el colegiado Jaime Urrutia Fucugauchi, la científica describió al cáncer de mamá como una enfermedad que se origina en la glándula mamaria tanto de mujeres como de hombres y se caracteriza por la división no-controlada de células. En México es el cáncer más frecuente, se estiman 30 mil nuevos casos cada año, y es la primera causa de muerte por cáncer del país, con 8 mil por año, un promedio de 22 muertes diarias.
En palabras de la fundadora y coordinadora del Programa de Física Médica de la UNAM, está demostrado que la reducción de mortalidad por esta enfermedad se da gracias a programas de tamizaje, educación y acceso a buenas terapias. Hasta ahora la mamografía es la única técnica capaz de reducir la mortalidad.
“Un cáncer de mama que se detecta en una mamografía probablemente es pequeño y está todavía confinado a la glándula mamaria, lo que quiere decir que tendrá una mejor probabilidad de curación y el tratamiento tendrá un menor impacto en la paciente.”
La investigadora explicó que la calidad de imagen de la mamografía permite ver detalles, es de alta resolución espacial, tiene poco ruido y excelente contraste. “La mamografía en detalle es un estudio radiológico, la sensibilidad puede ir entre el 70% y 90% y esto se refiere a la capacidad del estudio para ver si hay una lesión en las glándulas mamarias. Lo ideal es que uno tenga estudios con técnicas de 100% de sensibilidad, es decir que vea todos los cánceres y todo lo que vea sean cánceres. Pero la mamografía no llega eso, aunque es el estudio más exigente en términos de calidad de imagen.”
Pero ¿cómo el trabajo de un físico puede colaborar a resolver este grave problema? El proyecto de Ester Brandan se centra en la mamografía digital. En una imagen digital se utilizan operaciones matemáticas para buscar diferencias, es decir se resta pixel por pixel, la resta de imágenes es una de las herramientas fundamentales en su investigación.
“Las ventajas de que una mamografía sea digital, en primer lugar, es que es una matriz de números, lo que permite realizar operaciones matemáticas y aplicar técnicas de procesamiento. Tiene del orden de 16 mil opciones para darle un valor de gris desde el negro al blanco, además, el detector digital responde de manera lineal a los rayos X. Dado que son números se pueden aplicar herramientas que ayuden al diagnóstico como inteligencia artificial.”
Explicó que lo que está revolucionando este campo es que se pueden tomar múltiples proyecciones de la mama en dos dimensiones y procesarlas para transformarlas en tres dimensiones; además, con mamografías digitales se puede hacer uso de la telemedicina, lo que implica que un hospital alejado puede adquirir imágenes y enviarlas por la red para ser interpretadas por un médico especialista. “Todo esto gracias a los números.”
“Un mastógrafo digital funciona con la producción de rayos X, con varios millones de pixeles, cada pixel mide cien micras, lo que representa una décima de milímetro, en perspectiva es el grosor de un cabello, ese es el tamaño de cada uno de los cuadritos que constituye la matriz.”
En cuanto a las técnicas que ofrece la mamografía digital se clasifican en tres grupos: el primero permite hacer mamografías en las que la glándula mamaria se muestra a dos exposiciones con distinta energía de los rayos X, es como sacar el doble de la información que en una tradicional; el segundo es la mamografía enfatizada por contraste, usa medios de contraste que se administran al paciente y utiliza la resta de imágenes; y el tercero es la posibilidad de obtener tomosíntesis, imágenes en tres dimensiones.
Las técnicas que utiliza el grupo de investigación de la integrante de la Academia Mexicana de Ciencias implican una resta de imágenes, es decir una comparación muy detallada, a través de la energía dual, que significa el mismo objeto tomado con distintas energías. Y también la técnica de resta temporal para ver cambios gracias a medios de contraste inyectados en la paciente, lo que permite obtener información de la mama.
“La energía dual es una técnica que permite comparar para decidir cómo se hará la resta y decidir qué se elimina de los elementos que forman el objeto, es decir que se elimina o resta del cuerpo en las imágenes digitales para observarlo a profundidad. Por ejemplo, se puede eliminar hueso o tejido blando. Esta fue la primera técnica que utilizamos en nuestro grupo para la visualización de microcalcificaciones, que consistía en borrar el tejido glandular y sólo ver las microcalcificaciones. Para eso fabricamos un maniquí y sobre una tira de cera instalamos calcificaciones humanas.”
En el caso de la mamografía enfatizada por contraste, el medio de contraste se aplica de manera intravenosa, es yodo el que se aplica al sistema circulatorio. La resta hace cero todo aquello que es igual a dos, y lo que se mide es el yodo cuantificado en la mama para visualizar una lesión y estudiar el proceso de angiogénesis, que está asociado con el crecimiento de tumores.
“Angiogénesis es la formación de nuevos vasos sanguíneos a partir de los que existen, este proceso induce a los tumores. Asociados con un grupo del Instituto Nacional de Cancerología, dirigido por la doctora Yolanda Villaseñor, desarrollamos formalismos matemáticos para restar imágenes adquiridas en distinta forma y evaluamos factores de mérito”.
En colaboración con el Instituto de Física de la UNAM, el Centro Médico Nacional Siglo XXI del IMSSS y el Hospital de Alta Especialidad de Oaxaca, la investigadora y su grupo de trabajo realizaron un primer estudio clínico en pacientes de alto riesgo. A través de la técnica de mamografía digital enfatizada por contraste, estudiaron las biopsias para poder buscar una relación entre el método no invasivo, que es la imagen, y el método invasivo, que es la biopsia. Esta técnica de seguimiento temporal transformaba a las mamografías en imágenes funcionales, es decir que no sólo decían qué había en la mama, sino cómo funcionaba.”
El proyecto actual se centra en el concepto de que las imágenes mamográficas pueden ser cuantitativas. En otras palabras, la energía dual es usada para distinguir dos tipos de tejido, el tejido glandular y el adiposo. Esto es importante porque la cantidad de tejido fibroglandular está relacionada con el riesgo de desarrollar un cáncer de mama, y hasta ahora la clasificación de las mamas son clasificadas por el radiólogo basado en un análisis subjetivo dependiendo de su tejido fibroglandular.
“Es posible desarrollar técnicas utilizando conocimientos de física, pero se necesita la colaboración cercana con los médicos para llegar a técnicas que se apliquen en la realidad. La física médica es la aplicación de la física en el mejoramiento de la salud del ser humano.”
La conferencia Fronteras de la física médica. Técnicas avanzadas de la mamografía digital se encuentra disponible en el canal de YouTube de El Colegio Nacional: elcolegionacionalmx.
