Primera técnica de ultrasonido impulsada por IA destruye una amplia gama de tumores cancerosos mortales

El tratamiento con ultrasonido enfocado, que emplea ondas sonoras de alta frecuencia para generar un haz potente que calienta y destruye las células cancerosas, ha sido una opción de tratamiento desde la década de 1970. Se ha aplicado a varios cánceres, incluidos los de próstata, mama, hígado y otros, ofreciendo un enfoque no quirúrgico que elimina la necesidad de incisiones. Si bien este método permite la cirugía ambulatoria y una recuperación más rápida y menos dolorosa para los pacientes, enfrenta desafíos importantes que obstaculizan su adopción más amplia. Un problema importante es la falta de control preciso durante el procedimiento, lo que puede provocar daños al tejido sano adyacente a un tumor o un tratamiento incompleto del tumor en sí, lo que podría permitir que el cáncer se propague. Para superar estas limitaciones, los ingenieros ahora están integrando inteligencia artificial (IA) para mejorar la visualización y el control de este tratamiento contra el cáncer no invasivo, con el objetivo de aumentar su eficacia y seguridad en la eliminación de una amplia gama de tumores cancerosos.

Ingenieros de la Universidad de Waterloo (Ontario, Canadá) han desarrollado un sistema avanzado que utiliza hardware derivado de un transductor de ultrasonido enfocado. Este dispositivo es esencial para llevar energía de ultrasonido con precisión al área objetivo. Además, utilizaron una sonda de imágenes por ultrasonido para adquirir imágenes en el lugar del tratamiento. La precisión de la alineación entre la sonda de ultrasonido y el transductor es crucial para una monitorización precisa, ya que el área de tratamiento suele ser pequeña, oscila entre milímetros y centímetros. Los ingenieros emplearon un brazo robótico para mantener esta alineación, asegurando imágenes precisas durante todo el tratamiento a medida que se mueve el transductor.

El aspecto del software implica un marco de IA integrado en el proceso de obtención de imágenes. Durante el tratamiento, la IA compara rápidamente las imágenes de ultrasonido tomadas antes y después de cada aplicación. Sorprendentemente, el marco procesa 45 cuadros de imágenes de ultrasonido por segundo, lo suficientemente rápido como para sincronizarse con los sistemas de imágenes de ultrasonido para monitorear el tratamiento en tiempo real. Puede detectar cambios en el área de tratamiento en menos de 22 milisegundos. Debido a este rápido procesamiento, el sistema puede determinar la extensión de la destrucción del tumor con una precisión del 93 %, lo que permite a los médicos identificar el margen del área extirpada con una precisión de nivel micrométrico. Este avance promete mejorar el control que los cirujanos tienen sobre los tratamientos de ultrasonido enfocados, garantizando la erradicación completa del tumor y salvaguardando el tejido sano. Sobre la base de estos alentadores hallazgos de la investigación, el equipo planea perfeccionar aún más su método para rastrear el crecimiento de un área tratada en tiempo real durante el procedimiento.

"Estamos abordando un enorme desafío para el tratamiento con ultrasonido enfocado", afirmó el líder del proyecto, Moslem Sadeghi Goughari. “Nuestro sistema de imágenes puede decirles a los médicos exactamente qué cantidad de tejido canceroso se destruye. Y es la primera técnica de ultrasonido impulsada por IA desarrollada para el tratamiento con ultrasonido enfocado”.

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Universidad de Waterloo