Los investigadores de la Universidad de Texas en Dallas han demostrado que la tecnología de imágenes utilizada para mapear el universo es prometedora para identificar con mayor precisión y rapidez las células cancerosas en la sala de operaciones.
En un estudio publicado en la edición del 14 de septiembre de la revista cánceres el Dr. Baowei Fei y sus colegas demostraron que las imágenes hiperespectrales y la inteligencia artificial podían predecir la presencia de células cancerosas con una precisión del 80% al 90% en 293 muestras de tejido de 102 pacientes de cirugía de cáncer de cabeza y cuello.
Fei, profesor de bioingeniería y Cecil H. e Ida Green, Cátedra de Ciencias de Biología de Sistemas en la Escuela de Ingeniería e Informática Erik Jonsson, recibió recientemente una subvención de $ 1.6 millones del Instituto de Investigación y Prevención del Cáncer de Texas CPRIT paraDesarrollar aún más la tecnología, llamada microscopio quirúrgico inteligente.
Una vez desarrollada, la técnica necesitaría ser probada en estudios clínicos antes de poder usarse en quirófanos.
"Esperamos que esta tecnología pueda ayudar a los cirujanos a detectar mejor el cáncer durante la cirugía, reducir el tiempo de operación, reducir los costos médicos y salvar vidas", dijo Fei. "Las imágenes hiperespectrales son no invasivas, portátiles y no requieren radiación ni un agente de contraste".
De los satélites a la medicina
Actualmente, los patólogos analizan muestras de tejido de un paciente que se está sometiendo a una cirugía de cáncer y todavía bajo anestesia en un proceso llamado análisis de sección congelada intraoperatoria. Es posible que se necesiten varias resecciones durante un procedimiento ya que los cirujanos intentan alcanzar el tejido con márgenes claros o no cancerosos.En algunos casos, las células cancerosas no se pueden tomar muestras o detectar durante la cirugía, lo que resulta en una cirugía adicional
Las imágenes hiperespectrales, originalmente utilizadas en imágenes satelitales, telescopios en órbita y otras aplicaciones, van más allá de lo que el ojo humano puede ver a medida que las células se examinan bajo luces ultravioletas e infrarrojas cercanas con una resolución de micrómetro. Al analizar cómo las células reflejan y absorben la luz a través delespectro electromagnético, los expertos pueden obtener una imagen espectral de las células que es tan única como una huella digital.
Fei dijo que la subvención de CPRIT apoyará los esfuerzos continuos de su grupo de investigación para "entrenar" al microscopio para reconocer el cáncer con la ayuda de imágenes de células cancerosas y no cancerosas en una extensa base de datos.
"Si tenemos una gran base de datos que sabe qué es el tejido normal y qué es el tejido canceroso, entonces podemos entrenar a nuestro sistema para aprender las características de los espectros", dijo Fei. "Una vez que está entrenado, el dispositivo inteligente puede predecir siuna nueva muestra es un tejido canceroso o no. Así es como el aprendizaje automático puede ayudar con un diagnóstico de cáncer ".
Fei dijo que la tecnología debería ser capaz de proporcionar resultados casi instantáneos, lo que podría reducir significativamente el tiempo y el costo de la cirugía. Cada evaluación de resección congelada bajo los procedimientos actuales puede tomar de 30 a 45 minutos. Según un análisis en el número del 18 de abril de 2018de JAMA Surgery, el costo promedio de la sala de operaciones se estima en $ 36 por minuto, por lo que cada análisis de la sección congelada de 30 minutos agrega más de $ 1,000 al costo de la cirugía. En muchos casos, se necesitan múltiples evaluaciones, lo que prolonga aún más eltiempo quirúrgico y aumenta los costos.
Menos tiempo en la sala de operaciones también podría disminuir los riesgos para los pacientes porque no tendrían que pasar tanto tiempo bajo anestesia.
Investigación del cáncer en UTD
CPRIT ha otorgado $ 2.4 mil millones en subvenciones a instituciones y organizaciones de investigación de Texas desde que se formó el instituto en 2008. Incluyendo el nuevo premio de Fei, 11 investigadores de UT Dallas han recibido 17 subvenciones de CPRIT por un total de más de $ 14.6 millones.
"Esperamos que esta tecnología pueda ayudar a los cirujanos a detectar mejor el cáncer durante la cirugía, reducir el tiempo de operación, reducir los costos médicos y salvar vidas"
Dr. Baowei Fei, Presidente de Cecil H. e Ida Green en Ciencias de Biología de Sistemas en la Escuela de Ingeniería e Informática Erik Jonsson
Subvenciones recientes a UT Dallas han apoyado el establecimiento de una instalación de imágenes de animales pequeños y la investigación por separado para desarrollar una técnica de imagen no invasiva para detectar el glioblastoma, una forma agresiva de cáncer cerebral.
"El Dr. Fei es parte de un grupo bien establecido de la facultad de UT Dallas que se dedica a la investigación de vanguardia en detección y terapéutica del cáncer", dijo el Dr. Joseph Pancrazio, vicepresidente de investigación y profesor debioingeniería en UT Dallas. "Es un líder reconocido a nivel nacional en ingeniería biomédica, y estamos entusiasmados de ver cómo su investigación sobre herramientas avanzadas de análisis de imágenes mejorará los resultados para los pacientes con cáncer".
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Dallas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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