Algorismes de visió artificial per a la salut coronària

Petia Ivanova Radeva.
Petia Ivanova Radeva.
(08/01/2014)

Les intervencions en les malalties coronàries tenen actualment com a suport important les imatges dʼultrasò intravascular (imatges IVUS), que sʼobtenen mitjançant la introducció dʼun catèter a lʼinterior dels vasos coronaris per tal de tenir una millor visió i inspecció de les artèries per dins. A més, permeten mesurar la placa arterioscleròtica i sʼutilitzen per guiar els tractaments intervencionistes coronaris. Ara bé, les imatges IVUS sovint presenten ambigüitats que han de resoldre els mateixos metges, i analitzar-les requereix temps dʼaquests professionals per mesurar i quantificar les lesions coronàries i els dispositius de tractament. El grup BCN Perceptual Computing Lab de la Facultat de Matemàtiques de la UB ha desenvolupat una aplicació informàtica que estudia les imatges IVUS i en facilita la interpretació i quantificació. Els investigadors, dirigits per la professora de la UB Petia Ivanova Radeva, han treballat conjuntament amb lʼequip clínic de lʼHospital Germans Trias i Pujol, dirigit per la doctora Josepa Mauri, i lʼempresa nord-americana Boston Scientific, líder mundial en dispositius dʼintervencions coronàries. Aquesta firma ja ha iniciat el procés per incorporar el programari creat a la UB i a lʼhospital als equipaments que fabrica i distribueix arreu. «Per nosaltres és molt motivador saber que alguns dels nostres algorismes permetran a metges de tot el món tenir més eines per fer les intervencions i millorar la cura dels pacients», explica Petia Ivanova Radeva, del Departament de Matemàtica Aplicada i Anàlisi de la UB.

Petia Ivanova Radeva.
Petia Ivanova Radeva.
08/01/2014

Les intervencions en les malalties coronàries tenen actualment com a suport important les imatges dʼultrasò intravascular (imatges IVUS), que sʼobtenen mitjançant la introducció dʼun catèter a lʼinterior dels vasos coronaris per tal de tenir una millor visió i inspecció de les artèries per dins. A més, permeten mesurar la placa arterioscleròtica i sʼutilitzen per guiar els tractaments intervencionistes coronaris. Ara bé, les imatges IVUS sovint presenten ambigüitats que han de resoldre els mateixos metges, i analitzar-les requereix temps dʼaquests professionals per mesurar i quantificar les lesions coronàries i els dispositius de tractament. El grup BCN Perceptual Computing Lab de la Facultat de Matemàtiques de la UB ha desenvolupat una aplicació informàtica que estudia les imatges IVUS i en facilita la interpretació i quantificació. Els investigadors, dirigits per la professora de la UB Petia Ivanova Radeva, han treballat conjuntament amb lʼequip clínic de lʼHospital Germans Trias i Pujol, dirigit per la doctora Josepa Mauri, i lʼempresa nord-americana Boston Scientific, líder mundial en dispositius dʼintervencions coronàries. Aquesta firma ja ha iniciat el procés per incorporar el programari creat a la UB i a lʼhospital als equipaments que fabrica i distribueix arreu. «Per nosaltres és molt motivador saber que alguns dels nostres algorismes permetran a metges de tot el món tenir més eines per fer les intervencions i millorar la cura dels pacients», explica Petia Ivanova Radeva, del Departament de Matemàtica Aplicada i Anàlisi de la UB.

 
La col·laboració entre la UB, lʼHospital Germans Trias i Pujol i Boston Scientific, que ha obtingut el Premi Antoni Caparrós al millor projecte de transferència de coneixement que atorguen el Consell Social de la UB i la Fundació Bosch i Gimpera, va arrencar lʼany 2005 i ha tingut dues etapes. En la primera, els investigadors de la Universitat i de lʼHospital van desenvolupar uns algorismes basats en visió per ordinador i aprenentatge automàtic amb lʼobjectiu de detectar i quantificar els contorns de les artèries coronàries. Aquesta observació dels contorns dels vasos sanguinis és necessària per observar i mesurar la presència de plaques formades per colesterol, calci i teixit fibrós, les quals poden causar trombosis o isquèmies pròpies de les malalties coronàries. La segona fase del projecte va consistir a desenvolupar una metodologia innovadora amb la finalitat concreta de detectar, en les imatges IVUS, la posició dels stents, els dispositius metàl·lics de forma cilíndrica que sʼintrodueixen en els vasos sanguinis per evitar que es col·lapsin.
 
Sobre les imatges IVUS, els metges poden veure els dibuixos del contorn de les artèries i dels stents, elaborats a través del programari creat pels investigadors de la UB. Amb aquest sistema de visió per ordinador sʼaconsegueix objectivitat (sʼeliminen factors subjectius que afecten els experts, com ara el cansament), precisió (el processament i lʼextracció dʼinformació de les imatges és igual de bona que la visió dels experts) i rapidesa (el programa informàtic sʼexecuta en el mateix moment en què es fa la intervenció en el pacient, de manera que permet guiar-la i corregir-la en cas necessari). El programari permet reduir el temps que triguen els metges a analitzar les imatges i possibilita estudiar-ne moltes més. Així es pot, dʼuna banda, tenir una estimació més fiable de les lesions, i de lʼaltra, fer més intervencions a pacients.
 
Actualment, la malaltia coronària és la causa de mort principal als països desenvolupats. En el cas dʼEuropa, representa el 21 % de les causes de mortalitat. Així mateix, el 80 % de les intervencions coronàries requereixen que sʼimplantin stents, de manera que és extraordinàriament rellevant tenir eines per analitzar de manera ràpida i robusta com sʼha de fer. La detecció automàtica de lʼstent permet al metge diagnosticar el resultat de la intervenció i, per tant, el risc que el pacient pateixi episodis cardíacs en el futur, dʼuna manera més ràpida i objectiva. Boston Scientific comercialitza els seus productes en un centenar de països de tots els continents. El seu dispositiu més venut és lʼecògraf iLab, per al qual els investigadors de la UB i lʼHospital han desenvolupat el programari. Per al grup de recerca, la col·laboració amb aquesta empresa i amb lʼequip de lʼhospital els ha suposat tres patents internacionals i diverses publicacions al congrés més prestigiós sobre anàlisi dʼimatge mèdica, el MICCAI.