Universidad Carlos III de Madrid / Escuela Politécnica Superior
BiiG-UC3M 

Descripción general del grupo y sus líneas de investigación

El trabajo del “Biomedical Imaging and Instrumentation Group (BiiG) de la UC3M se orienta a la investigación sobre instrumentación biomédica y técnicas de imagen molecular, tanto en lo relativo al desarrollo de nuevas tecnologías y métodos de procesamiento como a sus aplicaciones prácticas en la clínica y en investigación biomédica. El grupo tiene un carácter marcadamente multidisciplinar y multiinstitucional; en virtud del Convenio de Colaboración para
la creación y desarrollo del Instituto de Investigación Sanitaria del Hospital Gregorio Marañón (IiSGM) suscrito por la UC3M y la Fundación para la Investigación Biomédica del Hospital Gregorio Marañón, mantiene una fuerte conexión con la realidad clínica, que permite orientar la elección de temas de trabajo sobre la base de las necesidades reales, planteadas por los médicos. El carácter interdisciplinar del grupo permite también someter inmediatamente a validación práctica los resultados obtenidos, facilitando también la transferencia de soluciones tecnológicamente avanzadas a la industria. En grandes cifras, el grupo tiene 36 investigadores (además de unos 20 estudiantes y 8 personas de gestión); 90 proyectos de investigación con financiación pública y 12 con financiación privada; 255 publicaciones en revistas y libros científicos, 290 en Proceedings y 370 abstracts; 21 Tesis Doctorales; 650 comunicaciones a congresos y 12 familias de patentes y registros de software (13 patentes en total) Las actividades del grupo se organizan sobre tres grandes líneas:

1) Soporte a la investigación clínica: Dentro de esta línea se colabora con investigadores clínicos prestando apoyo tecnológico. Se pueden destacar las actividades relativas a:

a. Cirugía guiada por imagen: Aplicación de técnicas de procesado de imagen multimodal, posicionamiento y guiado a las áreas de planificación de radioterapia intraoperatoria y cirugía hepática.
b. Neuroimagen: En el ámbito de la imagen médica, uno de los ejemplos más ilustrativos de problemas biológicos que necesitan una aproximación multidisciplinar lo encontramos en el área de las enfermedades mentales y neurológicas. El grupo trabaja en la definición de técnicas de adquisición y procesamiento de imagen por tomografía de emisión de positrones (PET) y de resonancia magnética (MRI), tales como imagen estructural, espectroscopía, perfusión, tensor de difusión y resonancia funcional (fMRI). Entre los proyectos en curso sobre neuroimagen se incluyen patologías psiquiátricas, enfermedad de Alzheimer, otras enfermedades neurodegenerativas y el estudio del sustrato anatomofuncional del talento matemático.
c. Imagen cardiológica: En esta línea se trabaja en la cuantificación de imágenes funcionales cardiacas mediante resonancia magnética o ecocardiografía.

2) Desarrollo tecnológico: Las técnicas de imagen molecular son una excelente herramienta para estudiar procesos bioquímicos que acontecen en los organismos vivos. En el BiiG se han desarrollado sistemas de imagen tomografía por emisión de positrones (PET) y de tomografía computarizada (CT) de alta resolución para animales de laboratorio, transferidos a la industria. El trabajo contempla todos los aspectos de la tecnología, desde el diseño electrónico hasta los métodos de reconstrucción e interfaces de usuario de los sistemas desarrollados.
3) Investigación preclínica: Aprovechando la disponibilidad del equipamiento de imagen molecular se mantienen líneas de investigación biológica, propias o a través de colaboraciones externas. Podemos destacar los trabajos relativos a “tracking” de células madre, estudio del metabolismo cerebral inducido por drogas de abuso, caracterización del crecimiento de tumores, etc.

Potenciales líneas de colaboración

La selección de posibles líneas de colaboración se ha efectuado a partir del conjunto de actividad científica y de desarrollo del grupo, eligiendo cinco áreas en las que entendemos podemos mostrar una excelencia más contrastada:

1.- Gestión de la innovación tecnológica en Hospitales.
Nuestro grupo es responsable de la Unidad de Apoyo a la innovación en el Hospital Universitario Gregorio Marañón de Madrid, y lidera la Plataforma española de innovación tecnológica en hospitales (ITEMAS, www.itemas.org), que agrupa actualmente los 57 centros sanitarios más importantes de España y 66 centros colaboradores (empresas, administración pública, etc.). La iniciativa ITEMAS es ejemplar a escala internacional, y ha logrado un aumento significativo del volumen de innovación y colaboración entre Academia, Hospitales y empresas.

2.- Diseño y desarrollo de equipamiento para imagen molecular en pequeños animales.
Hemos diseñado, desarrollado y transferido a la industria numerosos sistemas de imagen molecular para animales de laboratorio, de aplicación en investigación farmacológica y en Biología Molecular. Nuestros sistemas se fabrican en España, pero se han licenciado a grandes multinacionales (General Electric, Bioscan,...) que los han comercializado a escala internacional. Contamos con recursos para realizar nuevos diseños en múltiples modalidades de imagen (tomografía de rayos X, de emisión de positrones, óptica, sistemas híbridos, etc.), así como con instalaciones para realizar pruebas y experimentos con los mismos en aplicaciones biológicas.

3.- Aplicaciones de cirugía guiada por imagen (IGS)
En este terreno hemos diseñado un sistema para la planificación de la Radioterapia intraoperatoria (procedimiento que combina en una sola sesión la cirugía de resección tumoral y la radioterapia local antes de cerrar al paciente). Este sistema se ha licenciado a una empresa (GMV) que lo comercializa internacionalmente. En este momento las tareas de investigación y desarrollo se centran en combinar información procedente de técnicas de imagen pre- o intra-operatoria junto con el paciente real, utilizando herramientas de realidad virtual o aumentada, con objeto de guiar la cirugía y aumentar la precisión y seguridad de las intervenciones.

4.- Desarrollo de sistemas avanzados de radiología de bajo coste
En esta línea colaboramos con la empresa SEDECAL, uno de los líderes mundiales en la fabricación de sistemas de “radiología convencional”. Estos sistemas han sido durante años el área técnicamente menos avanzada de la Radiología (aunque la más usada), pero actualmente es posible dotarles de prestaciones antes inalcanzables, tales como la generación de imágenes tridimensionales o la realización de estudios con dosis de radiación ultrabaja. Esto se logra mediante la combinación de hardware robotizado con técnicas algorítmicas de procesado y reconstrucción, que corren sobre tarjetas gráficas de bajo coste. Nuestro objetivo es que estos sistemas de bajo coste puedan proporcionar prestaciones similares a las de los sistemas tomográficos de mayor coste, llevando la imagen tridimensional a escenarios donde hoy día está ausente.

5.- Análisis cuantitativo de estudios de neuroimagen.
Hemos desarrollado una tecnología que facilita la obtención de datos cuantitativos de imágenes del cerebro, proporciona trazabilidad a los resultados e incrementa la fiabilidad de los mismos, utilizando computación de altas prestaciones. En este momento constituimos la llamada “Plataforma de Neuroimagen” del CIBERSAM (www.cibersam.es), estructura que agrupa a 26 grandes centros de investigación en neurociencia, para los cuales prestamos dichos servicios de procesamiento.