Desarrollo de una nueva técnica que combina microondas, termografía e inteligencia artificial para la detección de cáncer de mama

Introducción y metodología

Esta novedosa técnica combina el calentamiento por microondas con la termografía, técnica de imagenología que obtiene un mapa de temperatura de alguna superficie a distancia. Ingenieros de Canadá y la India desarrollaron un modelo de pecho de alta densidad con tejido sano y otro con tejido tumoral. Ambos modelos se calentaron en un microondas a 700 MHz (un horno de microondas trabaja a 2450 MHz). Posteriormente se tomó una fotografía infrarroja para obtener un mapeo de ambos modelos de pecho. Cabe resaltar, que la termografía utiliza una cantidad de radiación más segura que otras técnicas, como la mastografía, además es más accesible económica y logísticamente.

Lo anterior es posible ya que el tejido tumoral tiene propiedades dieléctricas diferentes al tejido sano. Esto hace que la absorbancia a la radiación electromagnética de las células tumorales sea menor. En otras palabras, el tumor se calentará menos que el tejido sano con las microondas.

Aunado a ello, se desarrolló un software basado en redes neuronales de convolucionales para clasificar las imágenes termográficas obtenidas en el experimento. Para el desarrollo del programa, se construyeron 750 modelos de pecho, de los cuales 150 eran de tejido sano y 600 modelos de pecho con tejido tumoral, el cual variaba en tamaño y localización. El programa se entrenó con el 90% del grupo de datos (675 imágenes) y después se puso a prueba con el 10% (75 imágenes) restante, es decir, que el software fue evaluado con imágenes que no había visto antes. 

Resultados

Los resultados del experimento fueron prometedores, ya que el software desarrollado pudo clasificar correctamente el 94% de las imágenes termográficas según fuera el modelo, sano o con tejido tumoral. Además, fue capaz de detectar correctamente la localización del tumor en el 98% de los casos, y cumplió con un 92% de efectividad para detectar el tamaño y localización del tumor simultáneamente.

Conclusiones

Esta nueva técnica tiene mucho por explorar y mejorar, pero los resultados preliminares resaltan el potencial que tiene la combinación de diferentes técnicas de imagenología con la inteligencia artificial en la búsqueda de nuevos protocolos para la detección temprana de cáncer de mama.

Traducido y adaptado de: D. Alsaedi, A. Melniko, K. Muzaffar, A. Mandelis and O. M. Ramahi, «A Microwave-Thermography-Convolution Neural Network Technique for Breast Cancer Detection,» 2021 IEEE Asia-Pacific Conference on Applied Electromagnetics (APACE), 2021, pp. 1-2, doi: 10.1109/APACE53143.2021.9760519.