Fusionar la RM con ultrasonido para realizar biopsias de cáncer de mama menos invasivas

Tomar muestras de tejido puede ser estresante, con frecuencia, para las pacientes con cáncer de mama. Hay también costos significativos asociados con el procedimiento cuando se usa la resonancia magnética. Los investigadores presentaron unas tecnologías alternativas nuevas y técnicas combinando la resonancia magnética (RM) y el ultrasonido en MEDICA 2013, que se realizó en Düsseldorf (Alemania) del 20–23 de Noviembre de 2013.

Determinar si un tumor de seno es maligno no es una cuestión que el ultrasonido y los rayos-x, además de las RM, puedan responder por sí mismas. Con frecuencia, los médicos deben extraer muestras de tejido de un área afectada con una aguja fina para el examen detallado. Este tipo de biopsia es realizada regularmente con la ayuda del ultrasonido, con los médicos viendo una pantalla para guiar la aguja. Lamentablemente, aproximadamente el 30% de todos los tumores son invisibles al ultrasonido. En algunos casos, se usa la resonancia magnética (RM) para asegurar una inserción precisa de la aguja. Este proceso incluye dos pasos: la imagenología en sí, que se realiza dentro del escáner RM, y la inserción de la aguja de la biopsia, para lo cual el paciente debe salir de la máquina para poder insertar la aguja con exactitud. Este proceso se repite, con frecuencia, varias veces antes de que la muestra sea tomada finalmente. Esto cansa a las pacientes y es costoso, porque el procedimiento ocupa el escáner RM durante un periodo significativo.

En el proyecto conjunto MARIUS (Resonancia magnética usando ultrasonido—sistemas y procesos para RM multimodal), especialistas del Instituto de Ingeniería Biomédica Fraunhofer IBMT (St. Ingbert, Alemania) y el Instituto de Computación de Imagen Médica Fraunhofer MEVIS (Bremen, Alemania) están trabajando juntos para una alternativa más amable y más gentil.

La nueva técnica requeriría solo una RM del pecho completo del paciente al inicio del procedimiento, significando que el paciente solo tiene que entrar al escáner una vez. La biopsia posterior es guiada por ultrasonido; el sistema convertiría la primera RM y la presentaría con exactitud en la pantalla. Los médicos tendrían una exploración de ultrasonido in vivo y una imagen RM correspondiente para guiar la aguja de la biopsia y mostrar, con precisión, dónde está situado el tumor.

El mayor obstáculo del procedimiento es que la RM se realiza con la paciente yaciendo boca abajo mientras que durante la biopsia yace sobre su espalda. Este cambio de posición altera la forma de la mama de la paciente y cambia la posición del tumor significativamente. Para monitorizar esas alteraciones precisamente, los investigadores han aplicado un truco ingenioso: Mientras que la paciente está en la cámara de RM durante la exploración, se unen a la piel de la paciente, las sondas de ultrasonido, que parecen como electrodos ECG, para suministrar una sucesión de imágenes de ultrasonido. Esto produce dos juegos comparables de datos de dos técnicas de imagenología separadas.

Cuando la paciente se hace una biopsia en otra sala de examen, las sondas de ultrasonido permanecen unidas y registran continuamente los datos de volumen y monitorizan los cambios de la forma de las mamas. Algoritmos especiales analizan esos cambios y actualizan la RM de acuerdo con esos datos. La imagen RM cambia análogamente a la exploración de ultrasonido. Cuando la aguja de la biopsia se inserta en el tejido de la mama, el médico puede ver la RM reconciliada junto con la imagen de ultrasonido en la pantalla, mejorando mucho la exactitud de la guía de la aguja hacia el tumor.

Para realizar esta tarea, los investigadores de Fraunhofer están desarrollando un rango de componentes nuevos. “Estamos trabajando actualmente en un dispositivo de ultrasonido que puede ser usado dentro de un escáner RM”, dice el gerente de proyecto en IBMT, Steffen Tretbar. “Esos escáneres generan campos magnéticos potentes, y el dispositivo de ultrasonido debe trabajar confiablemente sin afectar la RM”. Las sondas de ultrasonido que pueden ser unidas al cuerpo para proporcionar ultrasonido 3D están siendo desarrolladas por el equipo como parte del proyecto.

El software desarrollado por la técnica también es completamente nuevo. “Estamos desarrollando una manera de rastrear movimientos en tiempo real por medio del rastreo de ultrasonido”, explicó el gerente de proyecto MEVIS, Matthias Günther. “Este reconoce estructuras distendidas en las imágenes de ultrasonido y rastrea su movimiento. También necesitamos recopilar un rango amplio de datos de sensor en tiempo real”. Algunos de los sensores recogen datos acerca de la posición y la orientación de las sondas de ultrasonido unidas mientras que otras rastrean la posición del paciente.

Mientras que el equipo IBM está desarrollando el hardware y las técnicas nuevas de ultrasonido, el grupo de trabajo, MEVIS, se está concentrando en el software. El objetivo principal de MARIUS es desarrollar el rastreo de ultrasonido para ayudar a las biopsias de mama. Sin embargo, los componentes desarrollados también pueden ser usados en otras aplicaciones. Por ejemplo, el sistema MARIUS y su software de rastreo de movimiento puede permitir técnicas de imagenología lentas como la RM o la tomografía de emisión de positrones (TEP) para rastrear, con exactitud, los movimientos de los órganos que cambian aun cuando un paciente está yaciendo todavía. Aparte del hígado y los riñones, que cambian de forma y posición durante la respiración, esto incluye el corazón, cuyas contracciones también causan movimiento. Gracias a una técnica aplicada para reconstruir la imagen, el corazón aparece bien definido en las RM en vez de borroso. La tecnología desarrollada conjuntamente también puede ser aplicada a los tratamientos que usan partículas o rayos-x. Para tumores localizados en o en un órgano en movimiento, la tecnología nueva puede enfocar los rayos-x de modo tal que sigan el movimiento. Esos rayos pueden golpear el tumor con más precisión que lo actualmente posible y reducir el daño al tejido sano circundante.


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Fraunhofer Institute for Biomedical Engineering IBMT