Avance de la Utilidad Clínica de los Rayos X para las Enfermedades Respiratorias
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Carestream se une a la investigación para la detección y el tratamiento más tempranos de la fibrosis pulmonar idiopática.
¿Qué pasaría si pudiera detectar antes la fibrosis pulmonar idiopática (FPI) y hacer que los pacientes comenzaran el tratamiento más temprano? ¿Qué pasaría si las imágenes de rayos X, la modalidad de imágenes médicas más prevalente y accesible del mundo, pudieran proporcionar la información necesaria para el diagnóstico? Las implicaciones para mejorar los resultados de los pacientes podrían ser significativas.
Esta posibilidad es la fuerza impulsora detrás de la asociación de Carestream con Open Source Imaging Consortium (OSIC) y nuestro financiamiento de su programa piloto innovador: el Estudio de la comprensión pulmonar OSIC (OSIC Pulmonary Understanding Study, OPUS). Este estudio único combinará las radiografías de pacientes que hayan dado su consentimiento con sus CT de alta resolución (HRCT) y espirometría semanal y los datos del medioambiente recopilados con un dispositivo doméstico. Los datos estarán disponibles para los expertos en inteligencia artificial y otros colaboradores a fin de diseñar algoritmos que podrían identificar biomarcadores novedosos y relacionar las cuantificaciones de radiografías con indicadores clínicos y con factores de pronóstico y riesgo de enfermedades. El estudio podría llevar a que las radiografías proporcionen una ventana temprana ante las manifestaciones de la enfermedad que actualmente no se detectan, lo que conduciría a un diagnóstico más temprano de la FPI.
Exploración del diagnóstico más temprano de la FPI con imágenes de rayos X
La OSIC es una organización mundial tipo 501 (c) (3) sin fines de lucro que agrupa al mundo académico, la industria y los grupos de defensa de los pacientes.. Esta organización se creó para permitir avances rápidos y de código abierto en la lucha contra la fibrosis pulmonar idiopática (FPI), teniendo como objetivo lograr un progreso radical en la lucha contra la FPI, las enfermedades pulmonares intersticiales (EPI) fibrosantes y otras enfermedades respiratorias, que incluyen afecciones enfisematosas. Reúne a radiólogos, neumólogos y expertos en inteligencia artificial de todo el mundo.
OPUS es un estudio longitudinal con enfoque en las personas, en tiempo real y retrospectivo realizado en pacientes con FPI que dieron su consentimiento y que provienen de todo el mundo. Carestream participa activamente en OSIC y estamos financiando el programa piloto de OPUS porque creemos que existe una gran posibilidad de que los rayos X, cuando se combinan con inteligencia artificial, puedan permitir un diagnóstico más temprano y, eventualmente, la gestión de la enfermedad. Esto podría ofrecer oportunidades para el desarrollo de nuevas soluciones clínicas que aprovechen los rayos X, una modalidad de imágenes médicas ampliamente disponible y más accesible.
La fibrosis pulmonar idiopática es una enfermedad devastadora y casi siempre mortal que afecta a unas 128 000 personas en los EE. UU. Cada año se diagnostican unos 48 000 casos nuevos y se registran unas 40 000 muertes, aproximadamente la misma cantidad atribuida al cáncer de mama, según la American Association for Respiratory Care. (1) No hay ni una causa ni una cura conocidas.
La FPI es un diagnóstico de eliminación. Por lo general, transcurren alrededor de 26 meses desde el momento en que se presentan los síntomas de dificultad para respirar o tos seca hasta el momento en que se remite al paciente a un neumólogo. Lamentablemente, la mayoría de las personas afectadas sobreviven solo de tres a cinco años después de recibir el diagnóstico, según los institutos nacionales de salud. (2) Actualmente, no hay estadificación ni capacidad para predecir la respuesta a la terapia.
Como ocurre con la mayoría de las patologías pulmonares, las herramientas utilizadas para la evaluación inicial son las radiografías y los análisis de sangre, ninguno de los cuales proporciona actualmente suficiente información para establecer un diagnóstico. Las imágenes médicas de CT de alta resolución junto con los medicamentos, la cirugía y otras terapias son las herramientas principales para gestionar el cuidado. Sin embargo, dos tercios del mundo no tienen acceso a imágenes médicas de CT de alta resolución (HRCT).
Carestream ve una oportunidad para que las imágenes de rayos X complementadas con el software de inteligencia artificial desempeñen un papel eficaz en el respaldo clínico. La visualización mejorada a través de la inteligencia artificial podría llamar la atención de un radiólogo sobre la presencia de una enfermedad en particular, en este caso, la FPI, y luego validar esas sospechas a través de herramientas más potentes.
Aprovechar la inteligencia artificial y las radiografías para descubrir con antelación marcadores no detectados
OSIC reclutará a 100 pacientes y les dará acceso a sus EMR, rayos X y HRCT para la elaboración de sus diagnósticos. La información de identificación personal se eliminará de los escaneos. Los radiólogos, neumólogos y expertos en inteligencia artificial buscarán patrones en los escaneos y los datos asociados para ver si pueden descubrir marcadores que actualmente no se detectan.
OSIC espera ampliar el proyecto para incluir datos de unos 2000 pacientes. Deténgase y piense por un momento en esta posibilidad. ¿Qué podríamos aprender combinando rayos X y CT para cientos o miles de pacientes con fibrosis pulmonar? Quizás se generen oportunidades para aprovechar la información que proporcionan los rayos X para entregar un diagnóstico alternativo, así como tecnologías y tratamientos viables.
Un componente adicional de la iniciativa OPUS es proporcionar a los participantes un dispositivo de espirometría que ellos mismos gestionen para recopilar datos varias veces a la semana. Los datos recopilados de los dispositivos de espirometría se cargarán en la aplicación Mpower del paciente para proporcionar información útil adicional para determinar si la calidad del aire y el clima afectan la enfermedad. Como se puede imaginar, la temperatura, la alta humedad y la contaminación afectan la capacidad para respirar; por lo tanto, la captura de estos datos proporcionará una visión más completa y una comprensión de cómo los factores externos afectan la progresión de la enfermedad de los pacientes y quizás incluso su inicio.
El proyecto OPUS, una iniciativa pionera por su enfoque integral, multimodal y multidisciplinario, ha recibido el apoyo y el respaldo de la Asociación Estadounidense del Pulmón, Acción para la Fibrosis Pulmonar y la Federación Europea de Fibrosis Pulmonar Idiopática y Trastornos Relacionados (European Idiopathic Pulmonary Fibrosis & Related Disorders Federation, EU-IPFF). Además, varios grupos de defensa de los pacientes están entusiasmados con esta iniciativa porque involucra y da a los pacientes la capacidad de contribuir activamente al desarrollo de soluciones y herramientas para una mejor gestión de la enfermedad.
Asimismo, existe la posibilidad de que se utilicen imágenes de rayos X (en lugar de CT) para la gestión del cuidado de la salud y para cuantificar el efecto de la terapia. Esto podría generar más oportunidades para identificar a los pacientes que muestran una progresión rápida de la enfermedad; así como más información disponible sobre qué pacientes responden a la terapia. Los beneficios de usar imágenes de rayos X para la gestión del cuidado de la salud no son solo una reducción de la dosis de radiación, sino también el acceso y los costos iniciales y operativos de las dos modalidades.
Expansión del rol de los rayos X en el diagnóstico y en la gestión del cuidado de la salud
La iniciativa OPUS es solo un área en la que Carestream está explorando el potencial de las imágenes de rayos X para desempeñar un papel más amplio en el diagnóstico y en la gestión del cuidado de varias patologías. Tradicionalmente, las imágenes de rayos X han sido la primera línea de información de diagnóstico de las enfermedades. Utilizadas durante más de 100 años, se han establecido como la modalidad elegida para evaluar problemas óseos y torácicos.
Sin embargo, los avances en la inteligencia artificial y el software de procesamiento posterior ofrecen una calidad de imagen excepcional en las radiografías y reducen la dosis en algunas aplicaciones. Estas innovaciones ahora están llevando a esta modalidad a convertirse en una herramienta eficaz para diagnosticar una gama más amplia de afecciones que hasta ahora han sido relegadas a ser diagnosticadas mediante CT o MR.
Considere estos desarrollos de Carestream en los últimos años:
- Nuestro flujo de trabajo de DR inteligente basado en inteligencia artificial permite una captura más precisa de la anatomía necesaria para realizar un diagnóstico adecuado. Además de ayudar a los equipos de radiología a capturar la mejor imagen y la más cuantificable posible, la automatización también hace que el proceso sea más eficiente. Con esto, las imágenes de diagnóstico llegan a las manos de los radiólogos y médicos lo más rápido posible para comenzar un plan de tratamiento para sus pacientes. Obtener la imagen capturada correctamente la primera vez también reduce la necesidad de repetir las tomas de radiografías y, por lo tanto, limita la exposición innecesaria a la radiación.
- La cancelación de ruido inteligente aprovecha la tecnología de las redes neuronales convolucionales para proporcionar una reducción del ruido excelente basada en CNN y producir una calidad de imagen mejorada, conservar los detalles precisos, mejorar la relación contraste a ruido y obtener radiografías de fácil lectura. Permite a los clientes reducir la dosis de radiación sin perder la calidad de la imagen en comparación con nuestro procesamiento de imágenes estándar.
- La supresión de huesos utiliza inteligencia artificial para crear una imagen guía y suprimir la aparición de huesos para mejorar la visualización de tejidos blandos, sin que el paciente requiera una exposición adicional. Esto respalda una mayor confianza clínica en las evaluaciones de diagnóstico.
- La energía dual utiliza la filtración diferencial patentada para capturar rápidamente tomas de baja y alta energía para la generación de imágenes de huesos y tejidos blandos. Permite mejorar la sensibilidad de detección de anomalías en los pulmones y también mejorar la evaluación en la exposición de entrada de una radiografía de tórax PA convencional.
Estos son solo algunos ejemplos de nuestras capacidades de procesamiento de imágenes que pueden marcar una diferencia notable, mejorando el rol clínico de las imágenes de rayos X. Hacer que las imágenes de rayos X desempeñen un papel más amplio en el diagnóstico sería un verdadero punto de inflexión. Su amplia disponibilidad podría ayudar a democratizar el diagnóstico y la terapéutica. Estoy orgulloso de que Carestream participa en la iniciativa OPUS. Sería muy gratificante ver que los rayos X asumieran un papel más amplio y se convirtieran en una herramienta eficaz en la detección y el tratamiento temprano de la FPI.
Sobre el autor
Luca Bogoni, Ph. D., director de Investigación e Innovación Avanzadas en Carestream. La innovación visionaria y disruptiva con enfoque en la entrega de soluciones clínicas impactantes es la chispa que Luca Bogoni ha infundido en Carestream. Como director de Investigación e Innovación Avanzada, el Dr. Bogoni se ha enfocado en fortalecer las iniciativas de DR en el cuarto del paciente y DR dinámica mientras apoya el poder transformador de un ecosistema de Carestream. Su enfoque pragmático en la innovación le permite priorizar las soluciones en función del impacto que tendrán en los resultados de los pacientes, la utilidad clínica y el éxito empresarial. A través del empoderamiento del liderazgo, ha generado el compromiso multifuncional, ampliando la cartera de soluciones de Carestream.
Su distinguida carrera de 30 años comenzó en Siemens Automation desarrollando soluciones de cámaras inteligentes para la industria automotriz. Más tarde, Luca se unió a Vision Technologies de Sarnoff Corporation donde, durante un período de seis años, dirigió muchos proyectos DARPA de varios años. Después de apoyar la explotación de videos aéreos durante la guerra en Kosovo, Luca fundó y dirigió un grupo médico financiado por la oficina de transferencia de tecnología de DARPA. Durante las siguientes dos décadas en Siemens Healthineers, el Dr. Bogoni dirigió la investigación, la definición de productos y la gestión de carteras, la gestión de IP, colaboraciones clínicas en todo el mundo, implementó estudios clínicos y lideró exitosamente estrategias e iniciativas regulatorias para varias aprobaciones de SaMD 510k. Cuenta con más de 30 patentes concedidas y es coautor de más de 75 publicaciones revisadas por especialistas, capítulos de libros y presentaciones en conferencias.
Referencias:
1 https://www.aarc.org/september-is-pulmonary-fibrosis-month/
2 https://medlineplus.gov/genetics/condition/idiopathic-pulmonary-fibrosis/#statistics
