Investigación y desarrollo de una metodología de segmentación de la médula espinal cervical a partir de imágenes de Resonancia Magnética para la ayuda al diagnóstico y seguimiento de pacientes de Esclerosis Múltiple

Abstract

La atrofia del sistema nervioso central, compuesto por el encéfalo y la médula espinal, es un factor importante que afecta a la discapacidad cognitiva y física en la enfermedad conocida como esclerosis múltiple. La relación entre la discapacidad física y la atrofia en la médula espinal es de gran revelancia y existen estudios realizados a partir de imágenes de resonancia magnética, las cuales son un gran componente a la hora de entender el proceso de dicha enfermedad, que han encontrado correlaciones significativas entre una reducción del área de la sección transversal de la médula espinal y la discapacidad clínica.

Siendo pues conscientes de la importancia de la médula espinal para las habilidades motrices y locomotoras, podemos llegar a la conclusión de la importancia de métodos de medición altamente precisos a la hora de medir dicha estructura, ya que es muy pequeña y por lo tanto un error absoluto que puede parecer insignificante podría llevar a un gran error relativo. Además, la médula espinal es relativamente móvil en el canal espinal, dependiendo de la postura del sujeto, lo que también complica la llevada a cabo de medidas localizadas.

Existen métodos de segmentación de la médula espinal cervical a partir de imágenes de resonancia magnética, sin embargo, están de cierto modo limitados, ya que dicha segmentación es un problema difícil, pues aunque la médula es básicamente de forma cilíndrica, su diámetro varía en los diferentes niveles vertebrales. Además, resulta más difícil de segmentar conforme nos acercamos a niveles vertebrales inferiores, es decir, el contraste en estos niveles en las imágenes de resonancia magnética es más bajo.

El hecho de que los métodos actuales más utilizados para medir la médula espinal en imágenes de resonancia magnética se apoyen de una gran interacción o intervención manual para lograr conseguir una delimitación precisa de la médula, los limita en cierto modo, ya que hacen que sea necesaria una importante interacción del usuario, que puede ir desde la identificación manual de la línea central de la médula espinal hasta la identificación de uno o múltiples puntos de referencia anatómicos.

Es por ello, que la mayoría de los estudios se centran sólo en una única región vertebral de la médula cervical, lo que resulta contraproducente, ya que hay pruebas provenientes de estudios recientes en autopsias que parecen indicar que la esclerosis múltiple afecta a diferentes partes de la médula y de maneras distintas, por lo que sería conveniente analizar una región mayor.

Debido a esto, el presente Trabajo Fin de Máster tiene la motivación de desarrollar una herramienta lo más automatizada posible para la segmentación de la médula espinal cervical a partir de Imágenes de Resonancia Magnética, con el fin de obtener la volumetría de dicha estructura y ayudar al diagnóstico y seguimiento de pacientes de Esclerosis Múltiple, ya que, aunque en el manejo clínico de los trastornos del sistema nervioso central actualmente lo que más se considera son los cambios de intensidad de señal dentro de la médula, hay investigaciones que sugieren que la atrofia de la médula espinal es también un contribuyente importante en cuanto a la acumulación de discapacidad física, por lo que podemos obtener información importante en la progresión y el tratamiento de los efectos de la enfermedad a partir de mediciones volumétricas de la médula espinal.