L’ESA confia en GMV per vigilar la salut dels astronautes

Especialistes en medicina espacial de l’Agència Espacial Europea (ESA) han confiat a la multinacional tecnològica GMV el projecte ALISSE. El seu objectiu és desenvolupar una tecnologia d’intel·ligència artificial, basada en aprenentatge profund, que guiï i assisteixi els astronautes en l’adquisició d’imatges d’ultrasò d’alta qualitat diagnòstica en diferents òrgans afectats per les condicions dels viatges espacials tripulats. Així es facilitarà la feina dels metges especialistes que, de manera remota, podran identificar des de terra les afeccions que puguin patir els astronautes en una etapa precoç i posar-hi remei per evitar que avancin. El soci clínic del projecte és la Secció de Radiologia d’Urgències de l’Hospital Universitari La Paz, dirigida per Milagros Martí de Gracia. Per la seva part, investigadors del Grup de Física Nuclear de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), dirigit per Jose Manuel Udías Moinelo, col·laboren en la generació de simulacions extremadament realistes amb què millorar la robustesa del sistema en un entorn tan desconegut com l’espai exterior.

Els astronautes són professionals que gaudeixen de bona salut, amb una vista perfecta i bona forma física, alt nivell muscular, flexibilitat i destresa manual. Tanmateix, l’espai és un entorn molt hostil per al cos humà. Molts dels nostres òrgans són propensos a patir malalties per la falta de gravetat en aquest hàbitat o per l’exposició a la radiació còsmica. A l'espai s'acostuma a produir pèrdua de massa òssia i muscular, deteriorament de la funció hepàtica, augmenta la probabilitat de formar càlculs al ronyó i trombes, l’ull es torna hipermetrop, etc. La radiació còsmica té també un impacte molt negatiu a la melsa, el sistema immunitari i el cor.

Arribar a patir aquestes patologies no només és important pel seu impacte en l’acompliment dels astronautes, sinó també per les possibles complicacions mèdiques que se'n deriven i que poden requerir cirurgia o l’evacuació. De fet, abans d’anar a l’espai, els astronautes són entrenats amb un curs de medicina de quaranta hores que els capacita —durant la seva estada de sis mesos en òrbita, en el cas de l’Estació Espacial Internacional (ISS)— per tractar problemes comuns de salut. Igualment, a un dels membres de la ISS se li assigna la comesa de metge oficial (CMO).

Actualment, l’únic equip d’imatge mèdica amb el qual es treballa és un dispositiu d’ultrasò. El motiu és que els equips d’ultrasons tenen característiques úniques, com la innocuïtat, una mida reduïda i la capacitat d’obtenció d’imatges en temps real, tot això els fa idonis per a missions espacials. Tanmateix, la tècnica per a la correcta adquisició d’imatges de valor clínic amb aquesta mena d’equips és difícil d’aprendre i requereix formació especialitzada en radiologia i l’entrenament sota el guiatge d’experts durant uns quants anys. Per això, és complicat que els astronautes dominin aquesta modalitat d’imatge diagnòstica, alhora que reben una formació molt heterogènia i intensa en altres camps.

Gràcies a la relativa proximitat de la ISS, fins ara, l’equip mèdic de terra guiava els astronautes en l'ús dels ecògrafs per obtenir les imatges mèdiques per videoconferència durant les exploracions.  Però en missions en què la distància amb la Terra és més gran, el retard en la recepció d’imatges i comunicació dificulta una exploració mèdica correcta dels astronautes, de manera que és inviable treballar per videoconferència per obtenir imatges mèdiques precises amb les quals fer diagnòstics.

Desafiaments de les missions espacials tripulades

L’exploració de l’espai interplanetari, la nova Estació Internacional Gateway al voltant de la Lluna i les futures missions tripulades a Mart posen sobre la taula nous reptes, en els quals la salut dels astronautes té prioritat absoluta.

En una hipotètica missió a Mart, la tripulació es trobarà a una distància d’entre 54 i 402 milions de quilòmetres, cosa que fa inviable tornar a la Terra per rebre tractament mèdic amb urgència. La telemedicina i l’orientació remota no serien prou efectives, tant per la qualitat de les imatges a transmetre com pel retard del senyal de comunicació per ràdio, que requeriria fins a 20 minuts per arribar a Mart des de la Terra (i el mateix temps per rebre la resposta). Per resoldre aquesta situació, GMV proposa una solució que permet a personal no especialitzat en radiologia obtenir imatges d’ultrasò clínicament rellevants dels òrgans que podran ser enviades a la Terra perquè metges especialistes les analitzin i interpretin.

Per fer-ho, com explica Carlos Illana, responsable de producte de Secure e-Solutions de GMV, «en el projecte ALISSE s’investiguen noves tècniques d’intel·ligència artificial que guiïn i assisteixin els membres de la tripulació en l’adquisició d’imatges de qualitat diagnòstica i així eliminin la necessitat de consultar amb metges especialistes a terra de manera interactiva per obtenir les imatges esmentades. D'aquesta manera, les possibles afeccions dels tripulants de la nau espacial es podran detectar en una etapa precoç i seguir-ne l'evolució mitjançant les imatges d’ultrasò».

El programari que GMV desenvolupa en el projecte ALISSE ajudarà a fer els estudis d’imatge ecogràfica d’acord amb els protocols de cada òrgan, i a guiar en temps real qualsevol membre de la tripulació amb coneixements bàsics d’anatomia. Per exemple, en el cas d’un ronyó inflamat que pot «augmentar» de mida a causa d'un càlcul, la solució de GMV suggerirà com col·locar la sonda i ajustar els paràmetres en el dispositiu d’ultrasò per obtenir una imatge de més bona qualitat (potència acústica, profunditat, guany), de manera que tant els plans de tall adquirits com els de referència es puguin visualitzar alhora i comparar-los.

Per a això, com explica l’expert de GMV «proposem el desenvolupament d’una nova tecnologia d’ultrasons guiats per ordinador amb un enfocament basat en una especialitat, aplicant intel·ligència artificial, aprenentatge profund o deep learning». S’aprofita l’experiència d’investigacions anteriors en aquestes arquitectures per explorar-ne d'altres de noves que permetin afrontar reptes, com ara el guiatge en la col·locació de la sonda, la detecció de plans estandarditzats d’alt valor diagnòstic, la generació de dades ultrasòniques realistes i l’ajustament de guany i profunditat en la qualitat de la imatge. Tot això gràcies al suport clínic del Servei de Radiologia d’Urgències de l’Hospital de La Paz, amb la participació de la Dra. Diez Tascón, el Dr. Alonso, ​la Dra. Parra i la Dra. Ossaba, tots ells del Servei de Radiologia de l'hospital esmentat, del qual és cap de servei el Dr. Garzón (investigador principal en el projecte) i amb la col·laboració del Grup de Física Nuclear de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) en la millora de les tècniques més avançades en imatges d’ultrasò intel·ligents (Smart Ultrasound Imaging).

Per a més informació:

Màrqueting i Comunicació
Secure e-Solutions
[email protected]