El proyecto europeo QUSTom incorpora una nueva modalidad de imágenes médicas, basada en ultrasonidos en 3D y supercomputación, que servirá para complementar técnicas actuales que utilizan rayos X, como las mamografías. Esta nueva tecnología, inocua para las pacientes, puede ser especialmente beneficiosa en mujeres con tejido mamario denso.
El cáncer de mama es uno de los tumores más comunes en el mundo, con 2,3 millones de mujeres diagnosticadas en 2020 y 700.000 fallecimientos debido a esta enfermedad durante el mismo año, según la Sociedad Española de Oncología Médica (SEOM). Aproximadamente la mitad de todos los casos afectan a mujeres que no tienen factores de riesgo específicos aparte del sexo y la edad.
El proyecto europeo QUSTom, bajo la coordinación del Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), tiene como objetivo introducir una nueva modalidad de imágenes médicas basada en ultrasonidos tomográficos en 3D y supercomputación. En la actualidad ha iniciado la validación clínica con pacientes para la detección precoz de este tumor en el Hospital Universitario Vall d’Hebron.
Esta nueva técnica podría revolucionar su diagnóstico, ya que es inocua para las mujeres y ofrece una imagen más completa desde el punto de vista funcional y multiparamétrico. En las próximas semanas, se reclutarán voluntarias para participar en esta iniciativa.
A diferencia de los dispositivos de ultrasonidos tradicionales utilizados en ginecología, que proporcionan imágenes en tiempo real, esta prioriza la máxima calidad de imagen para mejorar la precisión del diagnóstico. No solo tiene como objetivo complementar y optimizar la detección del cáncer de mama, sino también potencialmente reemplazar los métodos actuales, como las mamografías, que utilizan rayos X.
Para la toma de imágenes, se utilizará un tomógrafo computarizado por ultrasonido 3D (3D USCT III), diseñado y construido por el Karlsruher Institut für Technologie (KIT) en Alemania. Se trata del único dispositivo completo de estas características en el mundo.
El procedimiento dura aproximadamente 3 minutos por mama. En cuestión de horas y después de miles de simulaciones, el software genera imágenes 3D reales de alta calidad. / BSC
Con una apertura hemisférica 3D que consta de 2.304 transductores individuales, que actúan como transmisores y receptores, se utiliza para examinar el tejido mamario en busca de cambios patológicos. El KIT ha trabajado en el desarrollo de prototipos adicionales, pero el primero en someterse a validación con pacientes es el que se encuentra actualmente en Barcelona.
Una vez que se hayan recopilado todos los datos, se reconstruirá utilizando el algoritmo de inversión de onda completa 3D y se transformará en imágenes médicas de alta resolución utilizando la potencia del supercomputador MareNostrum5, en el BSC.
Con el supercomputador MareNostrum 5, se realizarán alrededor de 50.000 simulaciones de ondas de ultrasonido para cada imagen reconstruida. En 2D este problema no es un gran desafío y se puede calcular en unas pocas Unidades de Procesamiento Gráfico (GPU), en una nube convencional. En 3D, sin embargo, se convierte en gigantesco, tanto que nadie ha aplicado hasta hoy las mejores técnicas de reconstrucción de imagen como las que se usarán en esta validación clínica.
Josep de la Puente, coordinador de QUSTom, explica que, en su núcleo, el proyecto construye un gemelo digital del tejido mamario y del dispositivo de medición por ultrasonido. Este replica cualquier emisión de ultrasonido emitida por el dispositivo físico utilizado por el radiólogo.
“Consecuentemente, podemos adquirir no solo una imagen postproceso, sino un mapa tridimensional completo que detalla las propiedades del tejido en cada píxel”, asegura.
“Esta nueva herramienta diagnóstica permitirá ofrecer una imagen más completa desde el punto de vista funcional y multiparamétrico, evitando el uso de radiación ionizante y mejorando el confort de las mujeres durante su exploración radiológica anual, con el fin de detectar precozmente cáncer de mama”, destaca Ana María Rodríguez Arana, jefa del Servicio de Radiología de la Mujer del Hospital Vall d’Hebron.
Con el supercomputador MareNostrum 5, se realizarán alrededor de 50.000 simulaciones de ondas de ultrasonido para cada imagen reconstruida. / BSC
A diferencia de otras pruebas como las mamografías, el examen es indoloro y más cómodo para la paciente. En él, la paciente se coloca boca abajo en una cama, mientras su mama se sumerge en un recipiente lleno de agua a una temperatura de 36.5 °C. Luego se utiliza el ultrasonido para tomar datos de cada mama por separado, que se transfieren a una computadora.
El procedimiento dura aproximadamente 3 minutos por mama y, en cuestión de horas y después de miles de simulaciones, el software genera imágenes 3D reales de alta calidad para ser analizadas por los médicos.
La tecnología tiene una amplia aplicación, pero puede ser particularmente beneficiosa para personas con tejido mamario denso, que representa el 40 % de las mujeres en todo el mundo, según la Sociedad Española de Senología y Patología Mamaria (SESPM).
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