Vinculación

Dentro de los proyectos de vinculación que se tienen en el Doctorado en Inteligencia Artificial está la integración en la Red Nacional de Robótica y Mecatrónica con la participación de los Dres. Antonio Marín Hernández y Fernando Martín Montes González que participan en el desarrollo de los proyectos: “Robótica Humanoide y de Servicio” y “Sistemas Robóticos para Vigilancia de Grandes Áreas”. También se tiene que el Dr. Raúl Hernández Montoya como investigador adscrito a la Red Temática: “Modelos Matemáticos y Computacionales”.

Existen otros proyectos en vías de formalización. Sin embargo el proyecto más importante a la fecha está a cargo del Dr. Héctor Gabriel Acosta Mesa y se lleva a cabo con el sector salud. Proyecto: Segmentación de imágenes colposcópicas utilizando patrones temporales acetoblancos para la clasificación de lesiones cervicouterinas. Fondo Sectorial de Investigación en Salud y Seguridad Social SSA/IMSS/ISSSTE- CONACyT convocatoria 2008. No. 86566.

El Cancer Cervico Uterino (CaCu) es un problema de salud pública a nivel mundial. La detección de lesiones precursoras de esta enfermedad, es fundamental para combatir la mortalidad por este tipo de cáncer y elegir un tratamiento adecuado con base en el grado de severidad de la lesión.

La colposcopía es una prueba de diagnóstico que permite tener una impresión visual del estado del cérvix y la obtención de biopsias dirigidas para establecer un diagnóstico final mediante un examen histopatológico. Durante la revisión colposcópica se aplica una solución de ácido acético para contrastar el tejido normal y anormal. La reacción se conoce como acetoblanqueamiento y permite identificar una región sospechosa de lesión de la cual se puede obtener una muestra de tejido.

Sin embargo, la velocidad y duración de la reacción, la falta de criterios para correlacionar el cambio de tonalidad con el grado de lesión y la dificultad de determinar el punto máximo de cambio de colora a blanco, constituyen factores que influyen en la capacidad diagnóstica de la prueba colposcópica y la hacen dependiente de la subjetividad y experiencia del colposcopista.

Para abordar esta situación, se ha recurrido a una representación temporal de la dinámica de acetoblanqueamiento, la cual ha mostrado patrones acetoblancos para diferentes tipos de tejido cervical. No obstante, es necesario considerar que la apariencia colposcópica de los distintos tipos de lesiones posee una composición morfológica y funcional subyacente a nivel histopatológico, lo cual influye en el muestreo de la biopsia y en consecuencia en el diagnóstico. Lo anterior expone la necesidad de analizar la relación de los patrones temporales acetoblancos con ciertas características histopatológicas del epitelio cervical.

Objetivos del Proyecto: Partiendo de la hipótesis de que es posible caracterizar el tejido normal y anormal del cérvix a partir de la dinámica aceto-blanca, en esta investigación se buscará responder la pregunta de investigación sobre si la dinámica aceto-blanca es suficiente para caracterizar el tejido normal y anormal del cérvix. El objetivo general de la presente propuesta es estudiar la relación entre los patrones temporales observados en el epitelio aceto-blanco durante la prueba colposcópica y su relación con el tipo de tejido que lo presenta. El análisis y entendimiento de esta relación dará como resultado la posibilidad de clasificar las lesiones cérvico uterinas a partir del análisis de imágenes colposcópicas utilizando los patrones temporales aceto-blancos. Este conocimiento podría ser utilizado en un futuro para el desarrollo de un sistema experto en colposcopía, capaz de segmentar automáticamente una secuencia colposcópica, sirviendo como sistema de apoyo a la toma de decisiones en el diagnóstico de lesiones cérvico uterinas.

Los objetivos específicos se enlistan a continuación:

– Adquirir 300 casos de pacientes, cada uno de los cuales contará con su correspondiente biopsia y estudio histopatológico, imágenes histológicas y secuencia de imágenes colposcópicas. La adquisición de las secuencias colposcópicas digitales se realizará en el CEMEV.
– Revisar y en su caso actualizar el modulo de pre-procesamiento de las imágenes colposcópicas.
– Proponer una representación discreta de los patrones temporales. • Adecuar la herramienta de adquisición de datos existente, para permitir seleccionar y extraer eficientemente patrones temporales de la región donde se tome la biopsia.
– Implementar el algoritmo de aprendizaje automático probabilista (Naive Bayes) para realizar la clasificación de los patrones temporales.
– Evaluar el desempeño del clasificador probabilista usando los datos de las 200 pacientes.
– Estudiar la relación entre los patrones temporales de distintos tipos de epitelio aceto-blanco y sus características histológicas.
– Diseñar e implementar una herramienta para segmentación de imágenes colposcópicas utilizando patrones temporales aceto-blancos para la clasificación de lesiones cérvico uterinas.

Algunos otros objetivos que se buscan alcanzar de manera natural durante el desarrollo del proyecto son:
–  Dos tesis de maestría. Estas tesis están relacionadas con el desarrollo de los algoritmos de pre-procesamiento de imágenes, representación y aprendizaje automático de los patrones temporales y la implementación de la herramienta de segmentación.
– Estudiante de doctorado. Estas tesis estará relacionada con el estudio de la relación entre los patrones temporales del epitelio aceto-blanco y las características histológicas del epitelio.
– Dos publicaciones en congresos. Reporte de resultados en foros especializados de medicina y computación.
– Dos publicaciones en revistas. Reporte de resultados en revistas especializadas de medicina y computación.
– Contar con un repositorio de secuencias de imágenes colposcópicas disponible para otros grupos de investigación.

Movilidad Académica y Estudiantil
El programa contempla la movilidad tanto de los profesores como de los alumnos, para aprovechar los recursos humanos y de infraestructura con otras instituciones de educación superior para el trabajo en redes académicas. Así, existe la posibilidad de que estudiantes de este programa puedan acceder a estudiar por un periodo semestral o tomar algún curso en particular que contribuya al éxito de su formación y el desarrollo de su proyecto integrador. Las instituciones con las que se cuenta una relación de trabajo actual son:

– Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).
– Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica (INAOE).
– Centro de Investigaciones y Estudios Avanzados del IPN (CINVESTAV).
– Universidad Paris 6, Universidad Paris 13 y LAAS en Francia.
– Universidad de Valencia en España.

Por otra parte en cuanto a la recepción de estudiantes externos, se han aceptado un número creciente de solicitudes de alumnos para realizar estancias cortas de investigación científica. Esto ha tenido una importante repercusión, tanto para los académicos que han recibido estudiantes, al contar con personal capaz de auxiliarles en sus labores de investigación. Así como para los estudiantes mismos, que tienen la oportunidad de conocer qué significa hacer investigación de calidad a nivel nacional, además de hacer suya la experiencia de trabajar en la frontera del conocimiento.

Formalmente hasta el momento se tiene un convenio de movilidad académica con el Laboratorio de Análisis y Arquitecturas de Sistemas (LAAS-CNRS) en Toulouse, Francia a través de la Universidad Paul Sabatier.  Se están llevando a cabo convenios con la Universidade da Coruña en España  y la Universidad de Houston en Estados Unidos. Con respecto a los profesores se tiene la estancia de uno de ellos en el LAAS-CNRS en Francia:

– Dr. Antonio Marín Hernández, Sabatical Stage en el «Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes (LAAS) del Centro Nacional para la Investigación Científica (CNRS) en Toulouse, Francia (Sep/11 – Sep/12).