Nuevos análisis de imágenes médicas facilitan el estudio de trastornos psicóticos

Un equipo de investigadores de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) ha desarrollado nuevos métodos de superresolución y segmentación de imágenes de resonancia magnética, para poder aplicarlos al estudio estructural de la psicosis.

La finalidad es poder identificar las diferencias que se producen en determinadas partes del cerebro de enfermos psicóticos respecto a sus parientes sanos u otras personas.

El proyecto, realizado en coordinación con el Complejo Hospitalario de Navarra, se basa en el estudio de imágenes médicas obtenidas mediante resonancia magnética y ha comenzado ya a mostrar resultados: “Hemos visto que, en personas que han sufrido un primer brote psicótico, la zona del cerebro de los ganglios subcorticales presenta algunas diferencias volumétricas respecto a las personas sanas —explica Beatriz del Cerro—.

"Esto contradice en cierto modo lo que decía la literatura científica psiquiátrica", sigue la investigadora. "Así, nos planteamos que quizás el tratamiento farmacológico antipsicótico pueda ser un factor determinante en dichas discrepancias, ya que nuestros pacientes fueron evaluados en las primeras semanas de tratamiento con medicación, mientras que los estudios de la literatura muestran datos de pacientes con largo tiempo de tratamiento”.

Hoy en día la delimitación de determinadas estructuras del cerebro o áreas de interés en imágenes de resonancia magnética se realiza, a menudo, manualmente. Desde el punto de vista médico, los impulsores del proyecto consideran que sería deseable disponer de métodos automáticos que aumentaran la calidad de las imágenes y que calculasen los volúmenes deseados en el análisis de las imágenes.

Comparación de pacientes con psicosis y sus hermanos

Complementariamente a este proyecto, los investigadores están analizando los aspectos clínicos de los pacientes a los que se les aplicarán los nuevos métodos de superresolución y segmentación de imágenes de resonancia magnética mencionados.

La muestra del estudio está formada por personas que han tenido un primer brote psicótico, personas emparentadas con ellas y un tercer grupo sin ninguna relación de parentesco con los anteriores, pero que sí coincide en parámetros como sexo, edad y nivel de estudios. A todas ellas se le ha realizado una resonancia magnética cerebral.

Una vez que las resonancias magnéticas llegan a la UPNA, el trabajo de los investigadores consiste en dos actividades principales. Por un lado, utilizan técnicas matemáticas de superresolución para reconstruir y mejorar la calidad de las imágenes adquiridas por los aparatos médicos, y por otro, aplican técnicas de inteligencia artificial, segmentando cada imagen. Es decir, la dividen en varias partes (grupos de píxeles con características comunes) con el fin de simplificarla o de cambiar su representación por otra más fácil de analizar.

“Para esto, hemos utilizado software comercial que ya existe pero hemos mejorado los algoritmos y los hemos adaptado a nuestro objetivo —explica Aránzazu Jurio—. La idea es que, aunque existen varios métodos de segmentar, hay que determinar cuál es el que mejor se adapta a cada tipo de imagen y luego hacer modificaciones para ajustarlo bien en cada caso concreto”. En esta fase se cuenta además con el conocimiento experto aportado por los médicos.

Para validar y determinar la calidad de esa segmentación, han comparado los resultados con otros métodos más utilizados y con la segmentación manual realizada por los médicos. “Hemos podido observar que nuestro nuevo método, basado en funciones de agrupamiento, obtiene los mejores resultados en todas las imágenes del experimento”, señalan.

El ensayo clínico es la tercera actividad principal del proyecto y corresponde al equipo médico. Con los resultados obtenidos a partir de las imágenes, estudiarán las diferencias volumétricas cerebrales en las áreas de interés (lóbulos frontales, hipocampo y amígdala, así como núcleos subcorticales) y determinarán la existencia o no de diferencias estructurales significativas entre los tres grupos de personas sometidos a examen.