El Hospital La Fe de Valencia coordina el primer atlas europeo de imágenes de cáncer

• Participan 76 socios de 14 países, entre ellos 21 de los mayores hospitales de la Unión Europea
• La plataforma trabajará inicialmente con 60 millones de imágenes médicas a las que aplicará modelos de inteligencia artificial para mejorar el diagnóstico y el tratamiento del cáncer

Cada día se producen en el mundo cerca de 1.000 millones de estas imágenes y, en Europa, de esa información, solo se utiliza un 0,01%

PET, TAC, RMN, RX, o A-S. Es solo una muestra de la ensalada de siglas con las que preferirían no estar familiarizados los más de 3 millones y medio de europeos a los que este año se les diagnosticará cáncer.

Resonancias, tomografías o radiografías que contienen una información valiosa, más allá de cada caso personal, pero que hasta ahora, como mucho, quedaba en el ámbito de los estudios y ensayos clínicos, cuando no pasaba directamente a archivarse.

La Comisión Europea se ha propuesto que esto deje de ser así y ha puesto en marcha el proyecto EUCAIM para crear el primer atlas de imágenes del cáncer. Van a colaborar 76 socios de 14 países miembros de la Unión, entre ellos 21 de los principales hospitales europeos. La coordinación y dirección científica se hará desde el Hospital la Fe de Valencia.

“Cada día se producen en el mundo cerca de 1.000 millones de estas imágenes“

Las magnitudes son inmensas. “Cada día se producen en el mundo cerca de 1.000 millones de estas imágenes y, en Europa, de esa información, en publicaciones científicas o estudios de investigación para conocer el cáncer, solo se utiliza un 0,01%”. Quien lo dice es el Doctor Luis Martí Bonmatí, director científico de EUCAIM y responsable del grupo de imagen clínica del Hospital la Fe.

“Generar una información para saber si el tumor va a crecer muy rápido“

“Lo que estamos haciendo es, al menos, empezar con 60 millones de imágenes para generar una información que nos permita saber si el tumor va a crecer muy rápido, si ya está infiltrando los órganos adyacentes o si se ha extendido a los ganglios, antes de que todo eso pueda ser observado por métodos convencionales”.

La coordinación y dirección científica del proyecto se hará desde el Hospital la Fe de Valencia. RTVE COMUNITAT VALENCIANA

Predecir la aparición de un tumor o su evolución aplicando IA

No son solo imágenes. “Es también la información asociada a la imagen”, dice el Doctor Martí. "Necesitamos conocer la expresión de la anatomía patológica, la expresión molecular, la presentación clínica, las respuestas a tratamientos o el pronóstico del paciente para aprender de todo ese conocimiento”.

Pero no se quiere tener únicamente ese catálogo de imágenes y datos clínicos. Se busca que esta plataforma sirva para desarrollar y validar modelos de inteligencia artificial que hagan posible predecir la evolución de la enfermedad o la respuesta a los diferentes tratamientos.

No es casualidad que se haya escogido al Hospital La Fe como nodo central de EUCAIM. Los investigadores del hospital valenciano ya habían trabajado en varios proyectos para aplicar la inteligencia artificial a la imagen médica. Con esta experiencia ya habían construido una especie de ecosistema en IA, en colaboración con la Universidad Politécnica de Valencia y empresa valencianas especializadas en ciberseguridad o la creación de algoritmos.

“Permitirá desarrollar algoritmos avanzados de aprendizaje automatizado, de aprendizaje profundo“

Leonor Cerdá, ingeniera biomédica, es la responsable de computación del grupo de investigación en imagen de La Fe. Asegura que la gran ventaja es que, por primera vez, se podrá contar con un repositorio de imágenes muy grande, de toda Europa y de muchos tipos de cáncer. “Eso permitirá desarrollar algoritmos avanzados de aprendizaje automatizado, de aprendizaje profundo, que sean capaces de predecir eventos clínicos y que sean reproducibles y útiles en cualquier hospital”.

Y es algo que ya está en marcha. “Estamos desarrollando, por ejemplo, modelos de supervivencia”, dice Cerdá, ”para que cuando un paciente llegue a la consulta, a través de una resonancia o un TAC seamos capaces de predecir cuál será la supervivencia de ese paciente o cuál sería el mejor tratamiento que necesitaría”.

“Vamos a incorporar los programas de despistaje precoz, de screening de cáncer de mama y cáncer de pulmón“

“No solo eso”, añade el director científico del proyecto. "Vamos a incorporar los programas de despistaje precoz, de screening de cáncer de mama y cáncer de pulmón para detectar no únicamente lesiones de pequeño tamaño, sino incluso lesiones antes de que sean evidentes. Como tenemos muchas imágenes de los mismos pacientes podemos trazar hacia atrás, con inteligencia artificial, los cambios que han aparecido en los tejidos que nos indicarán que va a aparecer un tumor en esa zona”.

La Fe coordina el mayor banco de datos de Europa sobre imágenes del cáncer

Armonizar y anonimizar: la creación de imágenes “sintéticas”

La información puede utilizarse desde que es digital. Desde ese momento ya no desaparece, aunque no se esté utilizando. “Para ser razonables hemos puesto el 2015 como año de inicio a partir del cual la calidad de esa información es suficiente. La imagen que obteníamos en el 2015 y la que obtenemos hoy, son diferentes. Se han hecho con distintos equipos o protocolos y en países diferentes”, dice el Doctor Martí. "Tenemos que transformarlas para que todas sean iguales, Eso es lo que conocemos como armonización de los datos o de las imágenes para que puedan ser agrupables y comparables entre sí”.

Aquí, de nuevo, interviene la inteligencia artificial, capaz de mejorar la resolución de las imágenes más antiguas. “Para intentar que sean comparables con las actuales cuando vamos a hacer un modelo tenemos que aplicar algoritmos que permitan sintetizar la imagen” nos dice la ingeniera Leonor Cerdá, “Al final es como crear una imagen con mucha más información de la que había originalmente”.

“Para que sean comparables (...) tenemos que aplicar algoritmos que permitan sintetizar la imagen“

Pero además hablamos de placas, resonancias, tomografías o historiales clínicos de pacientes reales de 14 países que tienen derecho a mantener su privacidad. Son datos que han sido obtenidos para curar al paciente y no para la investigación. Una de las primeras tareas es anonimizar esos datos, garantizar, de acuerdo con la legislación europea, la privacidad y que los datos estén almacenados de forma segura.

Con la plataforma se busca desarrollar modelos de IA que prevean la evolución de la enfermedad o la respuesta a los diferentes tratamientos IIS LA FE VALENCIA

En dos años el atlas responderá a sus primeros retos

El proyecto EUCAIM tiene una duración inicial prevista de 4 años, pero los primeros resultados van a poder verse a final de 2023. “La primera fase, los primeros modelos, se pretende que estén para septiembre u octubre de este año.” asegura el doctor Martí, “En noviembre ya se harán las primeras pruebas de coordinación de todos los centros y dentro de dos años se establecerán los primeros retos para que los investigadores puedan probarla”.

“En noviembre ya se harán las primeras pruebas de coordinación de todos los centros“

Esos primeros retos se espera que sean en trabajos sobre el cáncer de pulmón, mama y próstata, tumores muy prevalentes en la Unión Europa, con grupos de trabajo muy potentes en todo el continente que ya han mostrado voluntad de participar.

“Un médico (...) podrá estimar el curso natura de la enfermedad o las posibles soluciones con mejores resultados“

En cualquier caso y para quienes teman que se hable de soluciones de inteligencia artificial, los responsables del proyecto recalcan que son modelos que deben ser validados clínicamente. En última instancia, se trata de una herramienta para ayudar al profesional. “Es un proyecto de base tecnológica liderado desde la medicina. No es que los ordenadores den una solución. Todo el proceso se valida sobre nuevos casos y el resultado final es la creación de sistemas de ayuda a la toma de decisiones”, explica el Doctor Martí.

“Eso quiere decir que un médico o un equipo médico podrán estimar el curso natura de la enfermedad o las posibles soluciones con mejores resultados. No van a reemplazar al médico, van a hacer que el médico sea mucho más eficiente en la realización de su trabajo”.

EUCAIM, con 35 millones de euros de presupuesto, es uno de los proyectos europeos calificados como prioritarios IIS LA FE VALENCIA

Una arquitectura federada para un proyecto sin precedentes

¿Cómo organizar el soporte informático para 60 millones de imágenes y toda la información clínica asociada a ella? Se lo preguntamos, junto a una inmensa sala de servidores, a Ignacio Blanquer, profesor de la Universidad Politécnica de Valencia y responsable del desarrollo del nodo central del proyecto EUCAIM.

“No pretendemos tener almacenadas esas imágenes sino facilitar la búsqueda, como ocurre con los buscadores de internet“

"No pretendemos tener almacenadas esas imágenes sino facilitar la búsqueda, como ocurre con los buscadores de internet”, nos dice, “pero en vez de páginas web de imágenes médicas de calidad y de proveedores fiables. No queremos descargarlos para mantener la trazabilidad y también por la gran cantidad de la que estamos hablando. Lo que vamos a hacer es un procesamiento distribuido. Habrá varios centros que realizarán las tareas de entrenamiento de forma coordinada”.

En definitiva, en un entorno tan heterogéneo como la Unión Europea se ha llegado a una solución federada. “El objetivo es, en vez de tener un banco de datos gigante gestionado por una entidad pública, como en Estados Unidos, tener una federación de bancos de imagen de forma que todos estén en el mismo catálogo “, dice el profesor Blanquer.

“El objetivo es tener una federación de bancos de imagen de forma que todos estén en el mismo catálogo“

“Desarrollar soluciones federadas”, explica el Dr. Martí, "quiere decir que los datos no se muevan, que permanezcan en los hospitales o en los registros y que sean las soluciones computacionales, los algoritmos, los que vayan a esas zonas, calculen sus modelos y luego los puedan unificar, y eso soluciona uno de los grandes problemas, que era el mover esa gran cantidad de información asegurando su anonimato”.

Europa, con una población que supone el 10% del total mundial, registra casi una cuarta parte de los casos de cáncer del mundo. Así lo destacó un informe del Parlamento Europeo... y la Comisión se lo ha tomado en serio. EUCAIM es, de hecho, uno de los proyectos europeos calificados como flagship, por su prioridad y su presupuesto, de más de 35 millones de euros.

“No hay ningún proyecto orientado al cáncer de esta envergadura en todo el mundo“

Pero también es una plataforma sin precedentes. “Hay grandes proyectos de espacios de datos en la Unión Europea, relativos a la meteorología o el cambio climático o incluso a salud, para integrar los datos disponibles y avanzar en el desarrollo”, dice Blanquer, “sin embargo no hay ningún proyecto orientado al cáncer de esta envergadura en todo el mundo”.