Los programas informáticos han derrotado a los humanos en Jeopardy !, ajedrez y Go. Ahora, un programa desarrollado en la Universidad Case Western Reserve ha superado a los médicos en un asunto más serio.
El programa fue casi dos veces más preciso que dos neurorradiólogos para determinar si el tejido anormal visto en las imágenes de resonancia magnética IRM eran células cerebrales muertas causadas por la radiación, llamada necrosis por radiación, o si el cáncer cerebral había regresado.
La comparación directa es parte de un estudio de viabilidad publicado en Revista estadounidense de neurorradiología hoy.
"Uno de los mayores desafíos con la evaluación del tratamiento de tumores cerebrales es distinguir entre los efectos de confusión de la radiación y la recurrencia del cáncer", dijo Pallavi Tiwari, profesor asistente de ingeniería biomédica en Case Western Reserve y líder del estudio ".MRI, se ven muy similares ".
Pero los tratamientos para la necrosis por radiación y la recurrencia del cáncer son muy diferentes. La identificación rápida puede ayudar a acelerar el pronóstico, la terapia y mejorar los resultados de los pacientes, dicen los investigadores.
Con una mayor confirmación de su precisión, los radiólogos que utilizan su experiencia y el programa pueden eliminar biopsias innecesarias y costosas, dijo Tiwari. Las biopsias cerebrales son actualmente la única prueba definitiva, pero son altamente invasivas y riesgosas, y causan una morbilidad y mortalidad considerables.
Para desarrollar el programa, los investigadores emplearon algoritmos de aprendizaje automático junto con radiomics, el término utilizado para las características extraídas de imágenes mediante algoritmos informáticos. Los ingenieros, científicos y médicos capacitaron a la computadora para identificar características radiómicas que discriminan entre el cáncer de cerebro y la radiaciónnecrosis, utilizando escáneres de resonancia magnética de seguimiento de rutina de 43 pacientes. Las imágenes eran todas del University Hospitals Case Medical Center.
Luego, el equipo desarrolló algoritmos para encontrar las características radiómicas más discriminatorias, en este caso, texturas que no se pueden ver con solo mirar las imágenes.
"Lo que los algoritmos ven que los radiólogos no ven son las diferencias sutiles en las mediciones cuantitativas de la heterogeneidad del tumor y la ruptura de la microarquitectura en la resonancia magnética, que son más altas para la recurrencia del tumor", dijo Tiwari, quien fue designado para el Departamento de Ingeniería Biomédicapor la Escuela de Medicina de Case Western Reserve.
Más específicamente, mientras que los médicos usan la intensidad de los píxeles en las exploraciones de resonancia magnética como guía, la computadora observa los bordes de cada píxel, explicó Anant Madabhushi, profesor II de F. Alex Nason de ingeniería biomédica en Case Western Reserve, y estudiócoautor.
"Si todos los bordes apuntan en la misma dirección, la arquitectura se conserva", dijo Madabhushi, quien también dirige el Centro de Diagnóstico Personalizado e Imágenes Computacionales en CWRU. "Si apuntan en diferentes direcciones, la arquitectura se interrumpe -la entropía, o desorden, y la heterogeneidad son mayores ".
En la comparación directa, dos médicos y el programa informático analizaron resonancias magnéticas de 15 pacientes del Centro Médico de la Universidad de Texas Southwest. Un neurorradiólogo diagnosticó correctamente a siete pacientes y el segundo médico diagnosticó correctamente a ocho pacientes. El programa informático fue correcto en 12del 15.
Tiwari y Madabhushi no esperan que el programa de computadora se use solo, sino como un apoyo a la decisión para ayudar a los neurorradiólogos a mejorar su confianza en la identificación de una lesión sospechosa como necrosis por radiación o recurrencia del cáncer.
A continuación, los investigadores buscan validar la precisión de los algoritmos utilizando una colección mucho mayor de imágenes de diferentes sitios.
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Materiales proporcionado por Universidad Case Western Reserve . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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