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El uso de imagenología médica ha permitido una disminución drástica del tiempo de diagnóstico. No obstante, técnicas tradicionales dependen de la pericia del radiólogo quien detecta estructuras anormales usando inspección visual y comparación diferencial. Una alternativa que ha cobrado más relevancia en los últimos años es el ultrasonido cuantitativo (QUS), que agrupa las técnicas que permiten modelar parámetros intrínsecos de tejidos en una escala de valores absoluta incluyendo el coeficiente de retrodispersión y los parámetros H-scan, que relacionan los espectros de los ecos ultrasónicos con características de la microestructura tisular. Estas técnicas han sido estudiadas para el manejo clínico de enfermedades tan relevantes a la realidad nacional como las enfermedades difusas del hígado. Sin embargo, existen problemas sin resolver en el estado del arte incluyendo (1) tanto la retrodispersión como H-scan requieren de compensación por atenuación de la señal ultrasónica, (2) la estimación conjunta de retrodispersión y atenuación sufre de alta variabilidad, y (3) la generación de imágenes co-registradas de estos dos parámetros para la evaluación del hígado graso no ha sido demostrada. El objetivo general de este estudio es desarrollar un prototipo funcional de sistema para la generación de imágenes co-registradas del coeficiente de retrodispersión y H-scan, el cual permita generar imágenes de alta calidad con un balance adecuado entre resolución espacial, exactitud y precisión. El método planteado emplea un modelo con reducción de grados de libertad para la estimación conjunta de retrodispersión y atenuación, en conjunto con regularización de variación total. La evaluación se realizará con modelos in silico y experimentales con maniquíes calibrados, y por último con una prueba piloto de factibilidad para la detección de esteatosis hepática en humanos en vivo.
Participantes:
Instituciones participantes:
El proyecto se propuso robustificar un algoritmo para la reconstrucción de imágenes del parámetro de nolinealidad (B/A) de tejidos de modo que se aumente su factibilidad en un entorno clínico. En primer lugar, se analizó el uso de pulsos de banda angosta en lugar de pulsos de banda ancha. La razón es que los pulsos de banda estrecha pueden ser menos proclives a presentar desplazamiento de la frecuencia central del pulso, por lo tanto, los contenidos frecuenciales se superponen en menor grado llevando a estimaciones del B/A más precisas. En segundo lugar, se intentó realizar una estimación conjunta del B/A y del coeficiente de atenuación. La mejor alternativa fue combinar o componer señales de múltiples transmisiones a diferentes frecuencias (por ejemplo a 5, 6 y 7 MHz en lugar de una única transmisión a 6 MHz). El modelo nolineal se resolvió de forma iterativa alternada con regularización de variación total y el método Gauss-Newton para ecuaciones nolineales permitiendo reducir la dependencia a priori del conocimiento de los mapas de atenuación del medio a evaluar.
Participantes:
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El diagnóstico médico que se puede obtener a partir de los sistemas de ultrasonido tiene limitaciones. En particular, se han realizado muchos estudios utilizando imágenes de ultrasonido clásicas (modo B) ya que es una tecnología relativamente asequible, no utiliza radiación ionizante, es rápida y fácil de llevar a cabo, entre otras ventajas. Sin embargo aún tiene grandes desventajas como la necesidad de contar con un radiólogo altamente experimentado debido a las, en ocasiones, nada amigables imágenes. Para complementar la información cualitativa que brindan las imágenes clásicas de ultrasonido se buscó obtener información cuantitativa que sea independiente del sistema y del radiólogo. El desarrollo tecnológico en el campo del ultrasonido permitió adquirir la data cruda de ultrasonido y a partir de esta data se han desarrollado técnicas que permiten estimar parámetros de ultrasonido cuantitativo en los tejidos tales como la elasticidad, el coeficiente de retrodispersión, el coeficiente de atenuación ultrasónica, entre otros que complementen a las imágenes modo B durante el diagnóstico de cáncer. El coeficiente de atenuación ultrasónica es particularmente relevante debido a que no solo permitiría realizar caracterización de tejidos (analizar la correlación entre el estado de un tejido y una propiedad como la atenuación ultrasónica) sino también a que la estimación de otros parámetros cuantitativos podría verse mejorada. Más aún, es posible construir una imagen (o mapa) de atenuación ultrasónica. Desafortunadamente los mapas de atenuación que se pueden construir con las técnicas actuales muestran un gran nivel de variabilidad en los estimados de coeficientes de atenuación incluso si corresponden a regiones de análisis adyacentes. Por tanto, el presente trabajo propone mejorar los mapas de atenuación ultrasónica y de esta forma obtener una imagen de ultrasonido cuantitativo que sirva como complemento a las imágenes modo B para un mejor diagnóstico médico.
Participantes:
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