Investigación del Melanoma Cutáneo Mediante Análisis y Procesamiento de Imágenes Ópticas Digitales

El melanoma cutáneo se origina a partir un tipo de células denominadas melanocitos las cuales se encuentran en la interface epidermis-dermis de la piel humana. La incidencia de este tipo de cáncer de piel se ha incrementado a nivel mundial y México no es una excepción por lo que existe una preocupación justificada hacia la detección temprana del mismo utilizando tantos los métodos tradicionales como las técnicas ópticas modernas. El uso de imágenes multiespectrales para este fin ha sido abordado por algunos autores, sin embargo existen limitaciones en sus trabajos de investigación que nos brindan nichos para realizar investigación novedosa relacionada con la implementación de algoritmos computacionales eficientes, robustos y de fácil uso por la comunidad de especialistas en dermatología.

Con la finalidad de contribuir al desarrollo de métodos para el diagnóstico temprano del melanoma cutáneo estamos llevando a cabo el proyecto de investigación titulado “Sistema de Adquisición y Análisis de Imágenes Multiespectrales  para  La Detección del Melanoma Cutáneo” en cuyo protocolo se presenta una panorámica general de la temática anterior y una propuesta para implementar un sistema de adquisición y análisis de imágenes multiespectrales para la detección del melanoma cutáneo. Cabe aclarar que el sistema anterior es una versión de prototipo para uso de laboratorio que brindará los antecedentes para el desarrollo de modelos y versiones de uso clínico. El proyecto se propone además establecer las bases para la colaboración científica con entidades médicas dermatológicas del estado de Hidalgo con vista a fomentar el diagnóstico temprano del melanoma maligno. El impacto social de este proyecto es directo ya que un método rápido para un diagnóstico temprano de este cáncer de piel les brindaría a los médicos dermatólogos una herramienta más precisa para combatir el incremento que ha tenido esta patología en las últimas décadas, reduciendo así las muertes innecesarias debido a esta enfermedad. Por otra parte, una vez implementado el arreglo experimental y desarrollado los algoritmos de análisis de las imágenes multiespectrales, esta plataforma de investigación se puede adaptar con relativa facilidad a futuros proyectos de investigación en otras aplicaciones biomédicas. 

El proyecto se encuentra actualmente en desarrollo y está enfocado a desarrollar algoritmos computacionales que permitan discriminar el melanoma respecto a lunares comunes a partir del análisis de las imágenes digitales obtenidas ya sea de bases de datos dermatológicos o de imágenes propias tomadas a objetos imitadores (phantoms en inglés) del melanoma cutáneo. Hasta la fecha (17 de febrero de 2014) se están abordando tres líneas principales para la investigación:1) Concepción, desarrollo, fabricación, y caracterización de phantoms imitadores de lesiones pigmentadas, 2) Desarrollo de algoritmos computacionales para la identificación y cuantificación del borde de las lesiones pigmentadas y 3) Desarrollo de algoritmos para identificar y cuantificar automáticamente las zonas de color no homogéneo de una lesión pigmentada.

En la figura 1 se muestra el resultado de la aplicación de dos de los algoritmos desarrollados por nuestros estudiantes de maestría en Ingeniería en Software y maestría en Computación Óptica donde se aprecia la demarcación de los bordes de una lesión pigmentada (Fig. 1 A) y la caracterización en cuanto al tono de color de una segunda lesión del tipo melanoma (Fig. 1 B).

El trabajo futuro contempla el perfeccionamiento y prueba de los algoritmos anteriores con imágenes digitales tomadas a pacientes en instituciones médicas mexicanas así como la integración de ambos algoritmos en una plataforma única amigable para médicos especialistas en dermatología. Además se investigarán métodos de discriminación del melanoma respecto a los lunares comunes mediante el uso de imágenes multiespectrales adquiridas con una instalación propia desarrollada en el marco del proyecto de investigación mencionado anteriormente.

Dr. José Alberto Delgado Atencio

 Profesor investigador de la UPT, Hidalgo Computación Óptica y Sistemas de Visión

jose.delgado@upt.edu.mx