Actualmente el IIMAS (Instituto de Investigacion en Matemáticas Aplicadas y e Sistemas)está desarrollando una nueva versión del sistema computacional RISA (Retinal Image multiScale Analysis), que permite hacer una revisión de los vasos sanguíneos de la retina a través de imágenes del fondo de ojo obtenidas mediante cámara de fotos, tanto analógica como digital, y adaptadas al microscopio que se utiliza en oftanmología.
Descifran el «lenguaje» de la retina
Con el sistema computacional RISA se podrán detectar tempranamente enfermedades como hipertensión y diabetes, al medir la morfología de los vasos sanguíneos de esa parte del ojo.
En el Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas (IIMAS), María Elena Martínez-Pérez, especialista en procesamiento digital de imágenes de fondo de ojo, desarrolla una nueva versión del sistema computacional RISA (Retinal Image multiScale Analysis, por sus siglas en inglés), el cual es un prototipo experimental para la medición de la morfología de los vasos sanguíneos de la retina humana.
El sistema computacional RISA ayudará al médico a diagnosticar, tempranamente, enfermedades como hipertensión, diabetes y retinopatía en bebés prematuros.
«Con él -dice Martínez-Pérez- se podrán monitorear, de manera más rápida, barata y no invasiva (sólo se requieren gotitas para dilatar la pupila), cambios en la morfología de los vasos sanguíneos, antes de la ocurrencia de alguna complicación, como un derrame en la misma retina.»
Por ejemplo, los niveles de hipertensión graves se manifiestan con mucha claridad en imágenes de fondo de ojo, mediante la aparición de manchas en el tejido de la retina. Pero la hipertensión temprana, que se manifiesta a través de cambios sutiles en la morfología de los vasos sanguíneos, podría ser medida gracias a este sistema.
Imágenes de fondo de ojo
El sistema computacional RISA permite analizar los vasos sanguíneos de la retina a partir de imágenes de fondo de ojo obtenidas por una cámara digital adaptada al microscopio que se utiliza en oftalmología, o escaneadas de un negativo de película fílmica de una cámara fotográfica igualmente adaptada a dicho microscopio.
En esas imágenes se observa el disco óptico y la arteria y la vena centrales que entran y salen de él, y que se bifurcan normalmente en cuatro -dos arterias y dos venas- para alimentar cada uno de los cuadrantes del tejido de la retina, donde se encuentran las células que nos permiten ver (éstas mandan señales eléctricas al cerebro, que reconstruye las imágenes que vemos).
De la imagen de fondo de ojo, en escalas de gris, y mediante su representación multiescala y extracción de características, RISA obtiene una imagen binaria en blanco y negro; o lo que es lo mismo, extrae y aísla los vasos sanguíneos. Con ella es posible hacer el análisis de la morfología de éstos; es decir, de su geometría y topología -rama de las matemáticas que trata especialmente de la continuidad y de otros conceptos generales originados de ella; en este contexto se utiliza para comparar objetos y clasificar atributos como conectividad, compacidad, etcétera.
Martínez-Pérez explica: «RISA nos permite detectar cambios estructurales en la vasculatura de la retina. En cuanto a geometría, se trata de medir diámetros de arterias y venas -por ejemplo, qué tan delgadas o gruesas son-, longitud y ángulos de bifurcación (normalmente se ramifican, formando arbolitos binarios)».
Por otra parte, la topología ayuda a establecer las diferencias entre cómo se bifurca y qué tanto se aleja de la simetría que debe tener un arbolito binario (siempre se divide en dos), cuántas ramas se necesitan para llegar de la raíz del árbol a cada una de sus puntas y cómo se ordenan.
«Aunque el análisis de topología de árboles binarios en general es viejo, en imágenes de fondo de ojo es una novedad», comenta la investigadora del IIMAS.
En efecto: antes, el análisis médico de bifurcaciones aisladas era manual o semiautomático. En cambio, con un sistema automatizado como RISA ahora es posible extraer todos los vasitos sanguíneos presentes en una imagen, separar arterias y venas, medir el árbol completo y conocer la relación entre generaciones de bifurcaciones a lo largo del mismo.
En resumen, con RISA se obtiene una estadística más confiable, porque se cuenta con una muestra más grande, y como se tienen árboles completos, se puede hacer un mejor análisis de topología.
Las tripas de los programas de cómputo
RISA contiene diferentes algoritmos, o procesos matemáticos, desarrollados por Martínez-Pérez para manipular una imagen (en tonos grises) y extraer información de la morfología de los vasos sanguíneos.
Al respecto, la investigadora afirma: «Los algoritmos son las tripas de los programas de cómputo, los que los hacen funcionar».
También desarrolla interfases gráficas amigables, con las que el médico usuario podrá poner en operación el sistema computacional RISA en plataformas Windows y Linux.
La idea es que el especialista en imagenología tenga en RISA una herramienta que le facilite la interpretación de la imagen o bien que, ante la posibilidad de que sea un sistema en línea, el médico pueda diagnosticar casi de inmediato al paciente, al contar con parámetros numéricos reportados por la imagen en un tiempo más corto.
Aunque aún falta mucho para que opere en el sector salud mexicano, RISA -cuyo desarrollo fue parte de vla tesis doctoral de Martínez-Pérez en el Imperial College de Londres, Inglaterra- es una herramienta que ya se aplica en protocolos de investigación en diabetes en un nosocomio londinense y en retinopatía de bebés prematuros en un hospital infantil de Boston, Massachusetts, Estados Unidos.
Justamente, en el análisis de topología en diferentes niveles de hipertensión, Martínez-Pérez, en colaboración con colegas del Imperial College de Londres, Inglaterra, ha reportado en artículos científicos algunos índices topológicos que podrían indicar al médico la presencia de esa enfermedad en imágenes de fondo de ojo de sus pacientes.
La especialista universitaria no descarta que RISA también pueda ser utilizado en un futuro próximo en el diagnóstico temprano de glaucoma o de diferentes grados de diabetes y/o hipertensión, con base ya no en el análisis de vasos sanguíneos sino de puntos y/o manchas sobre la superficie de la retina, o en la medición de deformaciones del disco óptico. (Fernando Guzmán Aguilar)
Más información
IIMAS, Departamento de Ciencias de la Computación
Teléfono: 5622-3617, extensión 44026
Correo electrónico: elena@leibniz.iimas.unam.mx
Noticia original aparecida en
El Universal, 08/11/2006
http://estadis.eluniversal.com.mx/cultura/50394.html