Un ecógrafo portátil del MIT busca facilitar el control del cáncer de mama: cómo funciona

Un equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) mejoró un sistema de ecografía portátil para mama con imágenes de mayor resolución y una interfaz que facilita su uso incluso a personas sin experiencia, según un estudio publicado en la revista científica Nature Communications. La tecnología busca ampliar la detección temprana del cáncer de mama y permitir un seguimiento prolongado tras el tratamiento, con una posible utilización en consultorios o en el hogar.

El sistema consiste en detectores portátiles basados en ultrasonido para obtener imágenes mamarias con más calidad y guiar la colocación de la sonda con precisión. Según esa institución, la herramienta podría facilitar diagnósticos más tempranos, además del control a largo plazo de tumores, quistes y microcalcificaciones.

Canan Dagdeviren, profesora asociada de artes y ciencias de los medios en el MIT, y autora principal del estudio, explicó: “En cada intervalo de tiempo, la interfaz de la computadora le guía para colocar el dispositivo exactamente en la misma ubicación, lo cual es importante para el monitoreo longitudinal de un tejido determinado. Es muy intuitiva y bastante fácil de usar”, señaló en un comunicado del instituto.

El trabajo también identifica a Md Osman Goni Nayeem, exinvestigador posdoctoral del MIT, y a los estudiantes de posgrado Shrihari Viswanath y Hyeokjun Yoon como autores principales del artículo. El equipo sostiene que la combinación de mejor imagen y uso guiado puede ayudar tanto en la detección inicial como en el control posterior al tratamiento.

Qué problema busca resolver

Muchas personas se realizan mamografías anuales para detectar cáncer de mama, pero los tumores pueden aparecer entre un control y otro. Esos cánceres de intervalo suelen ser más agresivos y representan entre 20% y 30% de todos los casos, según el MIT.

Dagdeviren impulsó esta línea de trabajo después de perder a una tía por un cáncer de mama de intervalo en 2015. Buscó una técnica de detección que resultara más eficaz en mujeres con tejido mamario denso y que pudiera repetirse con mayor frecuencia que la mamografía.

La ecografía ya se usa como seguimiento cuando una mamografía arroja resultados anormales. El problema, según el Instituto Tecnológico de Massachusetts, es que la tecnología convencional exige equipos grandes y un operador capacitado.

Las mejoras técnicas que elevaron la calidad de las imágenes

A comienzos de este año, el laboratorio de Dagdeviren ya había mostrado una sonda pequeña conectada a un módulo de adquisición y procesamiento algo mayor que un teléfono inteligente. Ese sistema compacto podía crear una imagen tridimensional de toda la mama a partir de apenas dos o tres posiciones de exploración.

El nuevo estudio en Nature Communications añadió varios avances para obtener imágenes de más alta resolución y simplificar el manejo del dispositivo. Uno de ellos fue la incorporación de una capa de respaldo al transductor de ultrasonido.

Esa capa ayuda a contener y enfocar las ondas, lo que mejora la resolución y la calidad de las imágenes. También amplía el rango de frecuencias de sonido que el sistema puede absorber y reduce el ruido acústico y eléctrico.

El equipo también diseñó un algoritmo adaptativo de conformación de haces para mejorar la calidad de la imagen. Ese algoritmo compensa las diferencias en la velocidad con la que las ondas sonoras atraviesan distintos tipos de tejido, como la piel y la grasa.

Viswanath explicó la lógica de ese ajuste en otra declaración difundida por el MIT: “Lo que tratamos de hacer es predecir las propiedades de la velocidad del sonido del tejido que se está obteniendo en imagen y luego usar eso para reconstruir la imagen con mayor precisión. Vemos una mejora de hasta 10% en la resolución solo con aplicar esta técnica”, indicó.

Las pruebas con usuarios sin experiencia

Para probar el sistema, los investigadores pidieron a 10 voluntarios sin experiencia en tecnología de ultrasonido que intentaran identificar pequeños microobjetivos incrustados en un fantoma de tejido. Ese material, con consistencia de gel, está diseñado para imitar el tejido humano.

Los participantes lograron una tasa de éxito mayor para localizar las pequeñas esferas cuando usaron el nuevo sistema que cuando emplearon una sonda tradicional. El MIT aclara que se trató de una comparación de desempeño en la localización de microobjetivos, no de un ensayo clínico de diagnóstico en pacientes.

El grupo también desarrolló una interfaz de usuario mostrada en una pantalla de computadora que guía la colocación correcta de la sonda. Esa función puede resultar útil para seguir la evolución de tratamientos como la terapia neoadyuvante o para la vigilancia prolongada de anomalías ya conocidas, como fibroadenomas o microcalcificaciones.

En otra prueba, siete personas consiguieron colocar la sonda con precisión en el lugar correcto cada vez que realizaron una exploración. Yoon dijo al Instituto Tecnológico de Massachusetts que la interfaz de visión por computadora permite al usuario operar el sistema por sí mismo y muestra imágenes en vivo en la pantalla.

Las aplicaciones previstas

Los investigadores prevén que futuras versiones del sistema puedan incorporar una interfaz compatible con teléfono móvil o tableta para facilitar el transporte. También plantean que esta tecnología podría ampliar el acceso a la ecografía en zonas donde faltan técnicos capacitados.

Dagdeviren y algunos de sus estudiantes esperan crear una empresa para avanzar hacia una disponibilidad comercial de la tecnología. El primer objetivo de aplicación es el cáncer de mama, aunque el equipo prevé ampliar el uso a otros campos.

Según el Instituto Tecnológico de Massachusetts, la plataforma no se limita al tejido mamario y podría adaptarse a otras imágenes de tejidos blandos. Esa proyección abarca usos como el cáncer de ovario, la medición del avance de la endometriosis o el monitoreo fetal.