Un ictus no espera. Cada segundo que pasa desde que una persona presenta síntomas puede marcar la diferencia entre una recuperación completa y secuelas permanentes. Sin embargo, para determinar si se trata de un ictus isquémico (un coágulo que bloquea el flujo sanguíneo) o un ictus hemorrágico (una hemorragia cerebral), los médicos dependen hoy de equipos como el TAC, grandes, costosos y poco accesibles fuera de hospitales urbanos. Esto deja en desventaja a muchas zonas rurales y unidades de emergencia que simplemente no cuentan con estas herramientas.
El sueño de una imagen cerebral portátil
La idea de una tecnología que permita «ver» dentro del cerebro de forma rápida, segura y sin radiación no es nueva. Desde hace años se investiga la imagen por microondas, una técnica que detecta cambios en las propiedades eléctricas de los tejidos cerebrales. Estos cambios son precisamente los que ocurren cuando hay inflamación, tumores o un ictus.
La gran ventaja es que este sistema podría ser tan compacto como un casco de bicicleta, sin necesidad de una sala blindada ni del uso de radiación ionizante. Es decir, podría usarse directamente en una ambulancia o en una clínica remota. Pero hasta ahora, existía un problema crítico: la velocidad para reconstruir las imágenes era demasiado lenta.
La barrera de la computación lenta
Aunque el hardware ya permite captar las señales de microondas, el cuello de botella estaba en el procesamiento de datos. Convertir esas señales en una imagen diagnóstica requería resolver complejas ecuaciones electromagnéticas, lo que podía demorar hasta una hora. Para un paciente con un posible ictus, eso es simplemente inaceptable.
Tradicionalmente, los algoritmos de reconstrucción trabajan como quien intenta armar un rompecabezas sin saber cuál es la imagen final. Hacen una «suposición» sobre el estado del tejido cerebral, verifican si esa suposición concuerda con las señales captadas y ajustan esa idea una y otra vez. Este ciclo puede repetirse cientos de veces y consume una gran cantidad de recursos computacionales.
Un nuevo enfoque que acelera todo el proceso
Un equipo de la Escuela de Ingeniería Tandon de NYU, liderado por el profesor Stephen Kim, junto a la doctoranda Lara Pinar y el catedrático Andreas Hielscher, propuso una solución inesperada: cambiar la estrategia de cómputo. En lugar de buscar una precisión total desde el inicio, el nuevo algoritmo permite que las primeras estimaciones sean rápidas y aproximadas. Solo si es necesario se ajusta el nivel de detalle en etapas posteriores.
Esta forma de trabajar es similar a cuando escribimos un borrador de un texto: primero volcamos las ideas rápidamente y más tarde afinamos el estilo y la gramática. Aplicado al procesamiento de microondas, esta filosofía reduce drásticamente el tiempo de cálculo sin comprometer la calidad final de la imagen.
Resultados que transforman la aplicación clínica
La mejora es significativa. Donde antes se necesitaban 60 minutos, ahora el sistema produce resultados en menos de 40 segundos. Las pruebas realizadas, incluso con datos reales obtenidos mediante escáneres de microondas desarrollados en la Universidad de Manitoba, demostraron que se logra una buena resolución de imagen en tiempo casi real.
La clave estuvo en combinar varios elementos: una representación matemática más compacta que reduce el tamaño del problema, un método más eficiente para actualizar la información y un modelo de cálculo que se mantiene estable incluso ante formas complejas del cráneo.
Más allá del ictus: potencial para otras aplicaciones
Aunque el impulso inicial es mejorar el diagnóstico de ictus, el alcance de esta tecnología es mucho más amplio. Un dispositivo de imagen por microondas portátil podría emplearse, por ejemplo, para monitorear el edema cerebral en cuidados intensivos sin necesidad de realizar escáneres constantes con TAC, que exponen al paciente a radiación. También se proyecta como una alternativa accesible a la mamografía en regiones con escasos recursos, o para observar cómo responden los tumores a tratamientos, evaluando pequeños cambios en la composición del tejido.
Un paso más cerca de la medicina del futuro
Este avance no vino de una mejora en el hardware ni del desarrollo de un nuevo dispositivo. Fue el fruto de repensar las matemáticas, de adoptar una perspectiva más flexible sobre cómo abordar problemas complejos. Es un ejemplo claro de cómo la innovación en algoritmos puede tener un impacto tangible en la atención médica.
Ahora el equipo de NYU está trabajando en adaptar su sistema para generar imágenes en tres dimensiones, lo cual representaría otro salto significativo hacia su implementación clínica. Como dijo Kim, lo emocionante es imaginar cuántas vidas podrían beneficiarse en un futuro próximo.