Algoritmos de procesamiento de imágenes médicas para mejorar el diagnóstico

Transcripción

1 Algoritmos de procesamiento de imágenes médicas para mejorar el diagnóstico Ana Jiménez Pastor Analista de datos / QUIBIM SL #esalud18

2 Imagen Médica Analógica Imagen Médica Digital Gracias a la digitalización, la Imagen Médica es quizá la disciplina de la medicina que ha vivido la mayor revolución tecnológica en los últimos 50 años #esalud18 2

3 Enfisema pulmonar moderado 20% de enfisema pulmonar #esalud18 3

4 ENFERMEDAD vs. OJO HUMANO #esalud18 4

5 No hay alteraciones visibles #esalud18 5

6 Esteatohepatitis Alzheimer Degeneración articular Fractura vertebral Cáncer de próstata Necesidad: MEDIR Degeneración condral Cáncer de recto Enfisema Esclerosis múltiple Osteoporosis #esalud18 6

7 Biomarcador de Imagen Medida obtenida objetivamente a partir de las imágenes médicas de un paciente que representa y cuantifica una propiedad del tejido (estructural, funcional o biológica) extraída tras la aplicación de modelos computacionales e inteligencia artificial. ONCOLOGÍA Tumor sólido, hematología Difusión (IVIM, DKI), Farmacocinética, Infiltración médula ósea, análisis multiparamétrico MSQ Osteoporosis, artrosis Morfología trabecular, irregularidad fractal, anisotropía, resistencia mecánica y elasticidad PULMÓN EPOC, RX Clasificación, volúmenes, enfisema, pared bronquial, tráquea NEURO Alzheimer, ELA, EM, ictus Volumetría, espesor cortical, segmentación de lesiones, hierro, tractografía HÍGADO Esteatohepatitis, fibrosis, hemocromatosis Concentración grasa, hierro, fibrosis #esalud18 7

8 Biomarcador de Imagen Medida obtenida objetivamente a partir de las imágenes médicas de un paciente que representa y cuantifica una propiedad del tejido (estructural, funcional o biológica) extraída tras la aplicación de modelos computacionales e inteligencia artificial. ONCOLOGÍA Tumor sólido, hematología Difusión (IVIM, DKI), Farmacocinética, Infiltración médula ósea, análisis multiparamétrico MSQ Osteoporosis, artrosis Morfología trabecular, irregularidad fractal, anisotropía, resistencia mecánica y elasticidad PULMÓN EPOC, RX Clasificación, volúmenes, enfisema, pared bronquial, tráquea NEURO Alzheimer, ELA, EM, ictus Volumetría, espesor cortical, segmentación de lesiones, hierro, tractografía HÍGADO Esteatohepatitis, fibrosis, hemocromatosis Concentración grasa, hierro, fibrosis #esalud18 8

9 Análisis oncológico Elevada celularidad Tejido muy vascularizado Restricción de la movilidad de las moléculas de agua Difusión Angiogénesis Perfusión #esalud18 9

10 Análisis de difusión Tejido sano Espacio intersticial preservado Alta difusividad de las moléculas de agua Tejido patológico Espacio intersticial reducido Baja difusividad de las moléculas de agua #esalud18 10

11 Señal Análisis de difusión S = So * e ADC* b #esalud18 Valores b 11

12 Análisis de difusión #esalud18 12

13 Análisis de perfusión Análisis del comportamiento de un agente de contraste al inyectarse en el sistema sanguíneo #esalud18 13

14 C Análisis de perfusión Concentración máxima Pendiente de subida Área bajo la curva (60 s) Tiempo al pico Tiempo #esalud18 14

15 Análisis de perfusión #esalud18 15

16 Análisis de perfusión C t Tejido k ( t ) trans ep ( t) = v C ( t) + K C ( ) e d p a Entrada arterial t 0 a Espacio intersticial V e V p #esalud18 16

17 Análisis de perfusión Constante de transferencia desde el espacio intravascular al EES (permeabilidad capilar) Coeficiente de extracción desde el EES al espacio intravascular (lavado) #esalud18 17

18 Inteligencia Artificial #esalud18 18

19 Clasificación automática de radiografías de tórax Las placas de tórax son el estudio de imagen más realizado en los servicios de radiología Los departamentos de radiología tienen problemas en informar todas las RX en el tiempo deseado por falta de recursos SOLUCIÓN: Clasificación automática de la RX de tórax para priorizar el informado de aquellas clasificadas como patológicas #esalud18

20 Clasificación automática de radiografías de tórax Probabilidad de patología: 87% #esalud18

21 RADIÓMICA #esalud18 21

22 RADIÓMICA: Análisis multivariante de grandes cantidades de biomarcadores de imagen extraídos a partir del procesamiento de imágenes radiológicas (TC, RM, PET) con el objetivo de encontrar una relación con un diagnóstico, pronóstico o eficacia terapéutica.? #esalud18 22

23 Source images Segmentation Feature extraction Data integration Data mining PERFUSION DIFFUSION ANATOMY T2w DWI D DCE-MRI Organ extraction Clustering Nosological image Volume/Shape features Histogram features Texture Features Clinical Genomic Metabolomic Radiogenomics Predictive/prognostic models Diagnostic models K trans #esalud18 23

24 #esalud18 24

25 Algoritmos de procesamiento de imágenes médicas para mejorar el diagnóstico Ana Jiménez Pastor Analista de datos / QUIBIM SL #esalud18