Cartografía en 3D del interior del tracto digestivo

Una cámara podría entrar en el cuerpo humano y, permanentemente localizada, ir creando mapas en tres dimensiones del interior según avanza en una exploración médica. “Es una tecnología llamada Slam visual que tiene su origen en la robótica; un robot la necesita para ubicarse y moverse”, explica uno de los mayores expertos en esta tecnología, el ingeniero de la Universidad de Zaragoza José María Martínez Montiel, acreedor en estos momentos de una ayuda internacional a la investigación del programa H2020-FET-Open. El reto es “cartografiar el colon a partir de endoscopias”, minimizando los movimientos del endoscopista.

El equipo de Martínez Montiel, ahora formado también por médicos para llevar adelante el proyecto EndoMapper, no sabe a dónde va a llegar. De hecho, la propia definición de estas ayudas a la investigación exige un salto disruptor en el conocimiento. Pero lo que sí auguran los ingenieros es que, de lograr cartografiar el interior del colon, las endoscopias “podrían mostrarle al cirujano la ubicación exacta de un tumor previamente diagnosticado o proporcionarle instrucciones de navegación para llegar al punto exacto en el que realizar una biopsia”.

Mapas individualizados 

La gran diferencia de Slam (Simultaneous Localization And Mapping) respecto a las técnicas actuales de visión es que ésta va registrando puntos y creando mapas sobre la marcha, con referencia exacta de la ubicación de la cámara. Así, EndoMapper pretende establecer con Slam los fundamentos para la construcción de mapas 3D personalizados del tracto digestivo de un paciente, a partir de las imágenes que proporciona un endoscopio estándar. Es preciso, primero, crear un modelo de referencia a partir de un número elevado de endoscopias médicas, suministradas al equipo de Montiel por médicos del Grupo de Investigación Traslacional en Patología Digestiva, coordinados por Ángel Lanas, jefe de Aparato Digestivo del Hospital Clínico de Zaragoza.

“La imagen de la endoscopia pasa a otro software que construye el mapa en tiempo real, siempre con respecto al endoscopio, que es la esencia del proyecto”, subraya Montiel. Si la cámara pudiera situarse cerca, muy cerca de la zona explorada, quizá podría incluso eliminarse el movimiento de las vísceras. “Los sistemas Slam estándar funcionan bien en habitaciones, pasillos, calles o carreteras”, indica Montiel mientras hace una demostración, pero fallan en las cavidades del cuerpo humano “debido principalmente a la deformación de los tejidos, a la pobre textura visual de las superficies y a la variabilidad de la iluminación”.

Acceder al interior del organismo 

La investigación de EndoMapper se ha propuesto superar estas barreras. Algún día, esta tecnología podría dar lugar a una endoscopia médica con servicios similares a los que proporcionan los navegadores para vehículos. “A más largo plazo, esta tecnología (aliada indispensable de la realidad aumentada) sería la base de nuevos procedimientos médicos como la cirugía mínimamente invasiva, robotizada y autónoma, o del suministro automatizado de medicamentos con precisión milimétrica”. Lo bueno de Slam es que usa como sensor principal una cámara como las que hoy en día lleva cualquier teléfono móvil.

El grupo adscrito, al Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A), y con Martínez Montiel a la cabeza, ha estado a la vanguardia en la investigación de Slam durante la última década y es referencia mundial en este campo. Creó un sistema de referencia llamado Orbslam, que ha contribuido a numerosas investigaciones y acumulado más de dos mil citas en tres años. En la actualidad, cualquier dispositivo capaz de tomar imágenes emplea esta tecnología. Se la conoce como IkeaPlay y las gafas, Oculus Quest. Ahora, se propone saltar al interior del cuerpo humano.

 

“Necesitamos acceder a zonas profundas”

Los médicos del Grupo de Investigación Traslacional en Patología Digestiva, coordinados por Ángel Lanas, suministrarán las imágenes de endoscopias que necesitan los ingenieros para desarrollar el proyecto EndoMapper. Serán cientos. Ángel Lanas, jefe de Aparato Digestivo del Hospital Clínico Lozano Blesa, de Zaragoza, califica esta aportación de “sencilla en su descripción y compleja en su desarrollo”. El procedimiento es así: “Se graba cada exploración preservando la identidad de los pacientes; estas grabaciones se almacenan en un repositorio apropiado con gran capacidad; y luego el grupo de investigación aplica las herramientas objeto de estudio”.

Lanas asegura que “los endoscopios actuales son de gran calidad, pero todavía se pide más porque hay lesiones que pasan desapercibidas y no siempre se pueden completar las exploraciones”. De la tecnología espera que dé lugar a una endoscopia “más eficiente y segura para el paciente y que aumente de manera exponencial las posibilidades diagnósticas y terapéuticas”.

Con él coincide su colega Aurelio Artal, endoscopista del Hospital Miguel Servet, de Zaragoza. “Vamos hacia la eco-endoscopia, la ecografía desde dentro, una combinación de técnicas que permitirá ver las paredes del tubo digestivo y las lesiones próximas”, dice. Así ve Artal el futuro inmediato. “Desde luego, si pudiéramos tener un mapa tomográfico desde dentro accederíamos a zonas profundas y podríamos tipificar las lesiones. Porque si son malignas, profundizan más y no lo ves”.

En la actualidad se hacen endoscopias en muchas partes del cuerpo, pero los retos se hallan en el aparato digestivo, por su inaccesibilidad. Las imágenes cada vez son mejores, gracias a una iluminación básica que va destacando las lesiones. En el tracto digestivo, los endoscopios alcanzan al estómago, el duodeno y el colon, pero Artal cuenta que “cada vez llegan más lejos. Ya existen cápsulas endoscópicas que entran y graban en el intestino delgado”.

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