Programa de I+D en Tecnologías 2013
S2013/MIT-3024

Jornada: “Presente y futuro de la imagen médica en el tratamiento y diagnóstico del cáncer de mama”
WORKSHOP ToPUS (Tomografía PET y ultrasonidos)

Hospital General Universitario Gregorio Marañón, Edificio de Oncología
13 Diciembre 2016

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TOPUS, Tomografia por Emision de Positrones y Ultrasonidos, propone el desarrollo de un detector multimodalidad dedicado a mama, que combine un anillo de detectores PET de detectores altamente segmentados, capaz de obtener imagen de alta resolución (1 mm o mejor) y sensibilidad, con una disposición de matrices de transductores ultrasónicos, que permita adquirir datos tomográficos de ultrasonidos en modo t empo de reflexión, tiempo de transmisión y atenuación. Junto con el escáner, se desarrollará electrónica de adquisición, software de proceso de datos y reconstrucción tomográfica de imagen y el software para la fusión y navegación en la imagen, así como la identificación de las estructuras tubulares en el tejido de mama. Este conjunto de herramientas tiene el potencial de reemplazar con ventaja a la mamografía de rayos X en funciones de cribado preventivo para el cáncer de mama. El sistema permitirá la utilización de la modalidad ultrasónica adquiriendo un volumen completo de mama en pocos minutos y sin administración de radiación ionizante y, en los casos en que la imagen ultrasónica indique la presencia de alguna anomalía relevante, obtener la imagen PET de alta resolución, que se adquiere registrada y se puede visualizar fusionada con la imagen de las modalidades ultrasónicas.

Conceptos de imagen ultrasónica multimodal. a) Imagen circular compuesta de reflexión, un array en pulsoeco, 360º; b) Tomografía ultrasónica de velocidad, dos arrays en posiciones opuestas.

Esta propuesta surge de la colaboración,sinergías y complementariedades encontradas entre varios de los grupos de investigación del proyecto precedente Artemis (Advanced Real Time Multimodal Medical Imaging Convocatoria de Programas de I+D en Tecnología 2013 Página 3 de 27 P2009DPI1802) desarrollado por la mayor parte del actual consorcio entre 2009 y 2013. En este proyecto se pretende desarrollar nuevos escáneres para diagnostico médico, con un subproducto de sensor para análisis de materiales. La propuesta encaja en el tema de investigación prioritario " Instrumentación , microsistemas y el desarrollo de sensores" de área 2 definida en el anexo de la convocatoria.

En el proyecto precedente ARTEMIS, el consorcio encontró que las imágenes multimodalidad tienen gran alcance para la orientación de la cirugía, pero que también puede ser excelente para el diagnóstico. Cada modalidad de imagen proporciona al médico una información diferente y complementaria para un diagnóstico efectivo. Las prácticas actuales no combinan diferentes técnicas de imagen en un solo instrumento, con algunas excepciones: SPECT/CT, PET/CT y, más recientemente, PET/MRI. En estos casos, mientras que el CT y MRI proporcionan imágenes morfológicas, SPECT y PET proporcionan información funcional sobre el metabolismo del órgano estudiado. Ambas modalidades se combinan para ofrecer un mejor diagnóstico, especialmente del cáncer, mediante la detección de su ubicación, extensión y grado de malignidad. Estas son poderosas herramientas de diagnóstico, aunque implican radiaciones ionizantes. La reducción de la exposición a estas radiaciones es importante para el paciente y para el personal clínico .

Segundo prototipo contruido para la experimentación con tecnicas de imagen de tomografía ultrasónica.

Por otra parte, el ultrasonido (US) utiliza radiaciones no ionizantes, opera en tiempo real y tiene el potencial de proporcionar buena resolución y contraste de las características anatómicas. Sin embargo, en la práctica actual , la ecografía es una técnica manual difícil de integrar con otras modalidades para mejorar la especificidad en el diagnóstico de tumores malignos. El problema reside en la coordinación de ecogramas adquiridos manualmente con otras técnicas que producen la información complementaria de tal manera que se adquieran imágenes multimodales referidas a la misma parte del órgano explorado. Este proyecto aborda ese problema con un enfoque innovador para el diagnóstico precoz del cáncer de mama. Su objetivo es combinar varias técnicas de imagen basadas en ultrasonidos y, cuando estas imágenes producen resultados indicativos de malignidad o poco claros, utilizar el PET. De esta manera, a menos que el resultado del ultrasonido sea dudoso, no se utilizará ninguna radiación ionizante, lo que permite una detección rápida de la enfermedad. La especificidad, en un principio, se obtendrá en el caso de hallazgos sospechosos de patología, con la consulta de la imagen PET. Existe además el potencial, a medio plazo, de poder establecer la eficacia diagnóstica solamente a partir de multimodalidad (atenuación, velocidad y reflectividad) ultrasónica. Sin embargo, para establecer esta posibilidad y dada la escasez y novedad de imágenes tomográficas ultrasónicas multimodales, sin duda será preciso acumlar un conjunto de casos dudosos con imagen ultrasónica coregistrada con otra imagen con gran especificidad para el cáncer y otras patologías, como es la imagen PET.

Izquierda: imagen circular compuesta de un símil de mama. Derecha: detalle de la región central aplicando el procesamiento por coherencia de fase.