Académica UV crea método para detección oportuna de cáncer de laringe

9 de Octubre de 2017

Académica UV crea método para detección oportuna de cáncer de laringe


• Xóchitl Siordia Vásquez, de la Facultad de Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones, trabajó con el Centro de Investigación en Tecnología Avanzada de Querétaro

• Fue registrado ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial para obtención de patente

Claudia Peralta Vázquez

Xóchitl Siordia Vásquez, académica de la Facultad de Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones (FIEC) de la Universidad Veracruzana (UV), región Poza Rica-Tuxpan, presentó ante el Instituto Nacional de la Propiedad Intelectual (IMPI) ─en diciembre de 2015─ un proyecto que en la actualidad representa un avance científico importante para la detección oportuna de cáncer de laringe y cuerdas vocales.

A diferencia de otros, éste sería el primer método no invasivo que logra extraer en tiempo real y desde una señal de voz, biomarcadores específicos para detectar los cambios fisiológicos que ocurren en la elasticidad y viscosidad de la membrana epitelial, y que además están presentes en la etapa temprana y pre-asintomática del cáncer de laringe, modificando su respuesta motriz.

Xóchitl Siordia refirió que el índice de morbilidad de este tipo de cáncer no ha disminuido de forma importante en los últimos 30 años en México, a pesar de ser prevenible hasta en un 90 por ciento si se detecta a tiempo. En la mayoría de los casos la enfermedad se diagnostica cuando ya avanzó en un 70 o 75 por ciento, y queda muy poco por hacer.

Para tener mayor contexto sobre las innovaciones de su método, resultado de su tesis doctoral desarrollada en el Centro de Investigación de Tecnología Avanzada de Querétaro, la académica de la FIEC detalló que los procesos tradicionales para obtener patrones de biomarcadores asociados al cáncer de laringe se realizan mediante sondas de ADN, las cuales utilizan muestras histológicas con pequeñas cantidades de tejido vivo que deben extraerse desde la membrana epitelial, utilizando un método invasivo llamado biopsia. Al ser la laringe un órgano interno y no expuesto, para tener tal muestra es necesaria una cirugía.

Este procedimiento es importante pues se ha demostrado que a pesar de los cambios que ocurren en la membrana epitelial, las lesiones pre-asintomáticas del cáncer de laringe son benignas y dicha membrana puede ser regenerada si la persona se atiende oportunamente.

Sin embargo, la extirpación de la muestra mediante biopsia deja cicatrices en la superficie de la cuerda vocal que alteran la calidad del habla y vida del paciente, detalló.

En la búsqueda de otra técnica de detección, Xóchitl Siordia contactó al Instituto Nacional de Rehabilitación de la Ciudad de México (INR), y al dialogar con expertos en las áreas de otorrinolaringología y foniatría supo que en pacientes fumadores las lesiones tempranas del cáncer de laringe generan un patrón característico, ya que denotan una cierta ronquera que puede ser perfectamente diferenciada por el oído entrenado del especialista, que al ser apreciada sólo por el médico tratante se convierte en una medida subjetiva.

La universitaria detalló que para emitir una opinión dicho patrón debía ser comparado con un estándar guardado en la memoria del especialista debido al robusto entrenamiento que lleva en su formación.

“La problemática con este método es la subjetividad para la detección de los patrones, porque cada médico tendría una referencia particular que no necesariamente coincidiría con los diagnósticos de sus colegas”, enfatizó.

En consecuencia, constató que no había un método no invasivo que además cuantificara o identificara de manera sistemática el patrón de ronquera característico que el médico escuchaba.

De esta limitante surge el procedimiento propuesto por la académica, que a diferencia de los tradicionales utiliza muestras de señales de voz previamente diagnosticadas con el patrón de ronquera asociado a las lesiones pre asintomáticas del cáncer de laringe.

Las muestras que sirven de referencia son registradas mediante un micrófono que debe estar conectado a una computadora, pidiéndole al paciente que se siente derecho y lo coloque a 10 centímetros de su boca, para realizar una tarea fonatoria respectiva a la fonación de las vocales /a/, /e/, /i/, /o/, u/ y así ser grabadas e introducidas a un conjunto de algoritmos.

“No usamos productos químicos, no requiere equipo adicional como cámaras o fuentes de luz u otros instrumentos que deban ser introducidos a la laringe, tampoco se requieren muestras de tejido vivo”, expuso.

Esta herramienta auxiliar emplea señales de voz para modelar los patrones de riesgo asociados a las lesiones tempranas del cáncer de laringe, y ayuda a los especialistas a detectar de forma automática patrones de ronquera que ocurren por los cambios biomecánicos de la membrana epitelial cuando ésta se encuentra sometida a dicha enfermedad.

El método logra caracterizar las formas de onda que describen los patrones de forma gráfica, proceso con el que se estiman los desajustes o fallas biomecánicas que ocurren en la respuesta motriz de la laringe.

La investigadora informó que para lograr dicho objetivo se empleó inteligencia artificial, métodos estadísticos y cómputo bioinspirado. En un principio, fueron probadas varias técnicas y en muchas ocasiones tuvo que rediseñarse el proyecto, pero fue en 2015 cuando se empezaron a obtener los primeros resultados.

Reiteró que éste sería el primer método no invasivo que aporta una herramienta sistemática y digital para detectar oportunamente los patrones de biomarcadores de riesgo asociados al cáncer de laringe.

Agregó que a partir de 2016 se abocó al diseño de otro método derivado de lo anterior, y próximamente presentará la solicitud de patente para su registro ante el IMPI.

Éste permitiría conocer el deterioro de la membrana epitelial y obtener resultados tal como lo haría una prueba biométrica de sangre, facilitando al especialista la toma de decisiones.

En la actualidad, Siordia Vásquez trabaja en el diseño de un biosensor y de un dispositivo portátil para conjuntar la transferencia tecnológica de ambas patentes y desarrollar pruebas de tamiz digital de bajo costo, que beneficien a centros hospitalarios, clínicas rurales, y personas que tengan riesgo de padecer cáncer de laringe.

Para ello se requiere intervención especial, por lo que destacó que su aportación no es un método de diagnóstico, sino más bien de detección temprana, tal como lo es la mastografía en la detección oportuna del cáncer de mama.

La inventora explicó que en esta etapa del proyecto participa junto con el Cuerpo Académico (CA) Modelado y Simulación de Sistemas Robóticos Inteligentes, y estudiantes del programa educativo (PE) Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones, de la FIEC Poza Rica, dado el interés que tienen por aprender nuevas técnicas de inteligencia artificial, minería de datos, adquisición y tratamiento de señales biológicas, y automatismos basados en algoritmos bioinspirados.