Adaptación a C++ del algoritmo de cuantificación de parámetros de perfusión

Abstract

El uso de MATLAB, como herramienta de software matemático, se ha extendido en los campos de la ingeniería y la ciencia, por lo que es frecuente que muchos algoritmos de cálculo se escriban en MATLAB, con su lenguaje de programación M. Esto se debe a la sencillez que ofrece el lenguaje M para programar algoritmos matemáticos. Sin embargo, cuando se ejecutan dichos algoritmos, MATLAB hace de intermediario entre su código y el procesador, lo que acarrea un sobrecoste en los tiempos de ejecución. Y si el algoritmo incluye computación pesada, los tiempos pueden convertirse en un problema para trabajar. Afortunadamente, la empresa MathWorks, responsable de la herramienta MATLAB y su lenguaje M, publicó, entre otras, la librería MEX. Una librería que permite programar subrutinas en los lenguajes de programación C, C++ y Fortran, para posteriormente ser llamadas desde MATLAB. Gracias a esto se puede aprovechar la eficiencia de cálculo de lenguajes tan conocidos como los tres mencionados y, a su vez, seguir trabajando desde MATLAB. Este trabajo se centra en el algoritmo de “Cuantificación de parámetros de perfusión mediante los modelos monocompartimental y farmacocinético”. Este algoritmo calcula una serie de parámetros a partir de una secuencia de imágenes 3D. Dicha cuantificación incluye operaciones con matrices de varios millones de elementos y resolución de problemas de optimización no lineal; lo que supone una carga de cálculo excesiva para MATLAB. Como muestra de esta poca eficacia de cálculo, el tiempo de ejecución medio de dicho programa en un ordenador de trabajo se sitúa entre unas 3 y 5 horas. Estos tiempos son demasiado elevados, así que para resolver este problema se propone la adaptación de este algoritmo al lenguaje de programación C++. Se espera que este nuevo programa externo reduzca drásticamente los tiempos de ejecución.