Técnicas de diagnóstico automatizado de patologías cardiovasculares mediante imagen hiperespectral

Abstract

La imagen médica es una herramienta indispensable en el ámbito biomédico. Permite obtener información precisa que no se puede observar de otra manera. Además, en los últimos años, el uso de técnicas ópticas en el diagnóstico médico ha supuesto grandes avances, con el objetivo de conseguir un diagnóstico eficaz, temprano, preciso y de coste reducido. El aneurisma de aorta sigue siendo una de las principales causas de muerte en el mundo, en parte por la falta de un diagnóstico eficaz, puesto que una gran parte de los casos se manifiestan con la ruptura de la aorta, lo que en la mayoría de los casos supone la muerte. Además, el tratamiento y la recuperación también pueden presentar dificultades debido a que cuando se realiza una cirugía abierta para colocar una prótesis vascular, no existe una técnica fiable para delimitar los contornos y la extensión de la patología. Las técnicas de imagen médica resultan de gran utilidad, pero tienen sus limitaciones (precios elevados, radiación ionizante), por ello, las técnicas en el dominio óptico son una interesante alternativa. A pesar de estar limitadas en cuanto a distancia de penetración se refiere, debido a la absorción del agua presente en los tejidos, estas técnicas no son invasivas, no presen- tan radiación ionizante, son de coste relativamente asequible comparada con otras técnicas, rápidas y de gran precisión. En este trabajo se ha utilizado la imagen hiperespectral con el objetivo de analizar diversas muestras de aorta patológicas. Además, se ha llevado a cabo un análisis mediante el detector de anomalías RX, con el objetivo de detectar y delimitar anomalías presentes en las muestras, debido a las patologías presentes en la misma. Con el objetivo de identificar correctamente las muestras, se han utilizado diversas técnicas (métricas de distancia y descomposición lineal) para identificar y cuantificar los cromóforos presentes en la aorta (siendo los principales elastina, colágeno, agua y lípidos) y entender los mecanismos de degradación que la patología produce en dichos cromóforos. Para entender correctamente como las patologías afectan a los tejidos, en este caso a la aorta, es vital identificar su repercusión en los cromóforos que componen el tejido, e identificar los factores determinantes en la degradación de los tejidos. Entendiendo correctamente estos aspectos, es posible establecer una técnica de diagnóstico eficaz para identificar determinadas patologías, en este caso aneurisma de aorta. En este trabajo se han analizado muestras de control y muestras patológicas, con el objetivo de tener perspectiva sobre los resultados. En este caso, los componentes principales de la aorta son la elastina y el colágeno, por lo que ambos cromóforos son los indicados a ser factores determinantes en la degradación de las muestras debido a diversas patologías. La aplicación de nuevas técnicas de diagnóstico en el ámbito médico es un proceso laborioso que comienza por una prueba de viabilidad de la técnica para la caracterización de las propiedades que permitan discernir tejidos sanos y enfermos. Las técnicas empleadas en este documento son inocuas para el organismo humano y no requieren la preparación específica de las muestras para su caracterización y diagnóstico.