Desarrollan una herramienta de IA capaz de mejor el diagnóstico de tumores cerebrales

A día de hoy, cuando un paciente presenta síntomas neurológicos y una clínica compatible con un tumor cerebral, en primera instancia se le realiza un Tomografía Axial Computerizada (TAC) y si se confirma la lesión, entonces se lleva a cabo una resonancia nuclear magnética, una prueba de imagen que ofrece información más en profundidad, sin embargo, muchas veces ésta no es suficiente.

Por lo tanto, cuando ya se conoce que se trata de un tumor y que éste se comporta de forma agresiva, en la mayor parte de los casos es necesario llevar a cabo también una biopsia para extraer una muestra de ese tumor y confirmar el diagnóstico. El problema es que ésta es una prueba invasiva, que entraña riesgos, ya que incluso hay que abrir el hueso del cráneo para acceder al cerebro y, además, su probabilidad de éxito es del 60%

En este contexto, investigadores del Grupo de Radiómica del Vall d'Hebron Instituto de Oncología (VHIO), junto con profesionales de la Unidad de Neuroradiología del Hospital Universitario de Bellvitge, pusieron en marcha un proyecto para tratar de hallar una estratégica diagnóstica que permita recabar información más precisa acerca del tumor cerebral y de una forma menos invasiva. Y para ello han recurrido a la Inteligencia Artificial.

Una solución con IA

“Hemos intentado extraer la máxima información posible de la resonancia nuclear magnética recurriendo a modelos de IA”, revela Raquel Pérez-López, jefa del Grupo de Radiómica del VHIO e investigadora sénior del estudio, quien al respecto añade que “para ello, hemos tomado los datos retrospectivos de las historias clínicas de pacientes, en su mayoría del Hospital de Bellvitge, los cuales se han procesado para entrenar una red neuronal, que es un arquitectura preestablecida”. “Así, a esta red le hemos ensañado los datos de muchos casos para que aprenda las características de cada uno de los tres tipos de tumores cerebrales malignos más frecuentes, que representan el 70% de los casos: glioblastoma multiforme, metástasis cerebrales de tumores sólidos y linfoma primario del sistema nervioso”.

De esta manera, cuando una paciente se somete a una resonancia nuclear magnética, la nueva herramienta, que se ha bautizado con el nombre de DISCERN, tiene la capacidad de aprovechar toda la información de esta prueba de imagen para identificar patrones de comportamiento específicos en la imagen de cada tumor. Para ello, se basa en el estudio de las imágenes de perfusión de una resonancia magnética, que permiten ver cómo entra el contraste en el tejido y como se limpia y eso ofrece información acerca de los vasos sanguíneos, que actúan de manera diferente según el tipo de tumor.

La novedad, en este caso es que “la unidad de aprendizaje de la red neuronal son los vóxeles, es decir las unidades que conforman una imagen, cuando lo habitual es hacerlo con la imagen completa, lo cual garantiza una mayor precisión diagnóstica. De hecho, tras testar DISCERN en más de 500 pacientes, se ha comprobado que el 78% de los diagnósticos que proporciona son correctos.

Al respecto, la doctora Pérez-López, indica que con los métodos convencionales de diagnóstico por la imagen, “el porcentaje de acierto es menor puesto que éstos se basan mucho en la experiencia del radiólogo, por lo tanto el margen de error es muy alto, razón por la cual habitualmente se recurre a la biopsia” para afinar el diagnóstico.

Afinar las decisiones médicas

En definitiva, DISCERN ha permitido “demostrar que a partir de la imagen se pueden extraer biomarcadores para el cáncer cerebral con gran potencial”, lo que, tras su validación clínica, la convierte en una una herramienta diagnóstica precisa y no invasiva, que es de gran utilidad para guiar las decisiones médicas, tanto en lo relativo al tipo de cirugía requerida para confirmar el diagnóstico, como en lo que se refiere al tratamiento, En este sentido, hay que señalar que los tres tipos de tumores en los que se focaliza este proyecto son clínica y terapéuticamente muy diferentes, se comportan de forma dispar y, por lo tanto, requieren de tratamientos diferenciados.

A modo de ejemplo, la doctora recuerda que “en el linfoma está contraindicado operar y en estos casos se recurre a la quimioterapia o la radioterapia como tratamiento, por lo tanto a estos pacientes no parece conveniente someterles a una biopsia abierta”.