CAUSAS DE SU DESARROLLO 1 Incidencia del cáncer de mama.

El cáncer de mama es la tumoración más frecuente de la población femenina. En 1996 se diagnosticaron aproximadamente 180.000 casos nuevos de cáncer de mama, muriendo por esta causa en los EEUU alrededor de 44.000 mujeres [AMER96]. Según el Instituto Nacional del Cáncer Americano, una de cada ocho mujeres que viva hasta los 70 años desarrollará cáncer de mama a lo largo de su vida y una de cada 25-30 morirá por esta enfermedad, habiendo aumentado la incidencia del cáncer mamario de un 5% en 1940 a un 12% en 1995. Según la ACS (American Cáncer Society), en el año 2001 se diagnosticó carcinoma invasivo a 192.000 mujeres americanas y a otras 41.100 carcinoma mamario in situ. El cáncer de mama fue la causa de 40.200 muertes en el año 2001, lo que convierte a este tumor en la segunda causa de muerte en la población femenina [THOM01].

También en España es el tumor de mayor incidencia en la mujer (40-70 por 100.000) según el Registro Español del Cáncer. Según el Ministerio de Sanidad Español, 15.000 mujeres son diagnosticadas anualmente de cáncer de mama muriendo por esta causa 6.000, esto significa que cada 35 minutos se produce en España la detección de un tumor mamario y que cada hora y media se produce un fallecimiento por este tipo de cáncer. Debido a la gran presión social desatada en las últimas décadas, el cáncer de mama es uno de los más estudiados y de los que mejor pronóstico presentan, sobre todo, si es detectado en las fases más precoces. Si entre 1985 y 1989 la tasa media de supervivencia era del 71% a finales de la década de los 90 esa cifra ha ascendido al 78% que es la actual.

2.5.1.2. Cribado del cáncer de mama.

Dado que en la actualidad la prevención no es posible, es conveniente diagnosticarlo tan pronto como sea factible. Hoy por hoy, el único método disponible para luchar contra el cáncer de mama y mejorar la calidad de vida de la paciente, es mediante la mamografía en dos proyecciones, ya que

el riesgo de producir cáncer con este método es prácticamente despreciable [WEBS81].

Como hemos comentado, el cáncer de mama es una de las causas de muerte más comunes entre las mujeres, sin embargo, ciertos estudios han probado que la realización de mamografías periódicas puede reducir la tasa de mortalidad entre el 30 y el 50% [HOFF97] [FEIG88]. No obstante, un reciente estudio sobre ocho programas de cribado mamográfico randomizados cuestiona la reducción de la mortalidad por cáncer de mama secundaria a la práctica de estos [GOTZ00].

El Instituto Nacional del Cáncer Norteamericano y otras organizaciones de EEUU de América como el United States Department of Health and Human Services (Departamento Americano de Salud y Servicios humanos), que recomendó al United States Preventive Services Task Force, la evaluación de ocho programas de cribado mamográfico, llegó a la conclusión de que la mamografía reduce la mortalidad por cáncer mamario en un 16% [HUMP02]. También la Agencia Internacional para la investigación del Cáncer (International Agency for Research on Cáncer) que es parte de la Organización Mundial de la Salud, expone que estos programas randomizados reducen la mortalidad por cáncer de mama del 25 al 35% en mujeres entre los 50 y 69 años [VAIN02].

La proporción de carcinomas incipientes (Carcinomas in situ y en estadio I), así como, el porcentaje de carcinomas invasivos sin afectación ganglionar detectados en los programas de detección precoz del cáncer, en mujeres con edades comprendidas entre los 40-49 años es igual o mayor que en las de mayor edad. La proporción de carcinomas en estadios más avanzados (carcinomas invasivos con afectación ganglionar, carcinomas con estadios II o mayores) es menor que en las de más de 50 años. Estos resultados indican que la reducción de la mortalidad para las mujeres con edades comprendidas entre los 40-49 años es por lo menos igual, sino mejor, que en las de más edad [FEIG94].

Las mujeres con edades comprendidas entre los 40-49 años difieren sustancialmente de las de más de 50 en el mayor porcentaje de carcinomas de intervalo detectados. Este hecho es importante debido a que, los carcinomas de intervalo son de crecimiento más rápido que los detectados en el cribado mamográfico, por lo que, puede tener un efecto negativo en la reducción de la mortalidad en las mujeres jóvenes. Si en mujeres de edades comprendidas entre los 40-49 años se efectuara el cribado cada año, los porcentajes de carcinoma de intervalo se asemejarían a los detectados en

las mujeres de más edad, que realizan la exploración con 2 años de intervalo [FEIG94].

El hecho de que el crecimiento del cáncer de mama sea generalmente más rápido en las mujeres comprendidas entre los 40-49 años, indica que los intervalos en los que ha de hacerse una mamografía, han de ser más cortos que los de las mujeres de más de 50 años, para poder obtener una reducción de la mortalidad similar en ambos grupos. Asumiendo que los porcentajes de carcinomas de intervalo son inversamente proporcionales a la reducción de mortalidad, se concluye que las mujeres con edades comprendidas entre los 40-49 años, han de ser estudiadas cada año, con el fin de obtener una tasa de reducción de la mortalidad semejante al de las de más de 50, que son exploradas cada dos años [FEIG94]. Pelikan y Moskowitz [PELI93], así como Tabar y colaboradores llegan a la misma conclusión [TABAR87]. Dada la creciente evidencia del beneficio de aplicar los programas de detección precoz del cáncer de mama a mujeres jóvenes, así como, que el 24% de los carcinomas de una serie de 670, son detectados durante la década de los cuarenta (Fig. 2.5.1) parece adecuado recomendar la realización de los programas de cribado a partir de los 40 años [VILA90]. Debiendo empezarse según Moskowitz a los 30 años, cuando existe historia familiar de cáncer de mama en primer grado [MOSK86].

3 17 24 26 17 11 1 0 5 10 15 20 25 30 % 20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 70-79 80-89 Edades en años

% de distribución por edades de 670 carcinomas

Fig. 2.5.1 Muestra que la incidencia del cáncer de mama en la década de los 40 años (24%), es muy similar a la de los 50 (26%).

Las pautas que deberían seguirse de acuerdo con Stephen Z. Feig [FEIG88], serían:

• Primer estudio a los 40 y seguimiento anual.

• Exploración física y mamografía bilateral en dos proyecciones.

• Equipos humanos expertos.

• Equipos técnicos adecuados: 1. Mamógrafos.

2. Reveladoras específicas.

3. Sistemas informáticos adecuados para procesamiento de datos y seguimiento de las pacientes.

2.5.2. DIAGNÓSTICO ASISTIDO POR COMPUTADORAS (CADs). Muchos diagnósticos erróneos pueden atribuirse a factores humanos. A pesar de que un mayor tiempo dedicado al estudio de la mamografía o la doble lectura de la misma pueden mejorar los resultados, no eliminan completamente los errores, el radiólogo no detecta la totalidad de los carcinomas visibles en análisis retrospectivos de las imágenes, estos fallos, son frecuentemente secundarios a la sutileza de los cambios radiológicos representativos del carcinoma y su no detección contribuye a elevar el número de carcinomas no identificados.

La detección y diagnóstico de anomalías radiológicas, con la ayuda de computadoras no es nueva, habiéndose ya realizado experimentos para la detección de nódulos pulmonares en el año 1989 [KUND89].

El diagnóstico asistido por computadoras (CADs) del carcinoma mamario, es la aplicación de técnicas computacionales al problema de la interpretación de las imágenes mamográficas [DOIK99] [VYBO00] [GIGE00]. Existen dos puntos principales en los sistemas de ayuda por computadora en relación con el carcinoma mamario: Detección de signos mamográficos de carcinoma y diagnóstico de carcinoma a partir de una lesión previamente identificada. En la tarea de la detección lo importante es ayudar al radiólogo en la identificación y localización mamográfica de regiones con lesiones, en la tarea diagnóstica, el objetivo es ayudar al radiólogo a determinar si una lesión mamaria identificada es o no cáncer. El efecto de las imágenes premarcadas, como áreas altamente sospechosas, ha sido de gran interés en el campo de la sicología de la percepción en general [KING84] [KRO89] y en el del diagnóstico radiológico en particular [PARK82] [KUND89] [NODI92].

La mayoría de las biopsias mamarias se realizan sobre lesiones que se manifiestan mamográficamente bien como masas o como grupos de microcalcificaciones [LIBE98]. Los CADS para la detección de anomalías, generalmente tienen mejores resultados con las microcalcificaciones que con las masas, como se muestra en las revisiones hechas por Karssemeijer Vyborny y Castellino [KARS97] [VYBO00] [CAST00].

El estudio de la mamografía es básicamente un ejercicio de señal-ruido y se presta al estudio mediante computadoras, más que otras especialidades diagnósticas en radiología. La dificultad radica en que hemos de identificar lesiones que varían desde alteraciones en partes blandas, de distintas formas y márgenes, hasta calcificaciones de diferente morfología, tamaño y distribución que pueden ser representativas de malignidad. Muy a menudo estos hallazgos están muy próximos al ruido de base en que están incluidos, haciendo su identificación muy difícil o incluso imposible, si a esto, le añadimos: la naturaleza del cribado, realizado a mujeres sanas anualmente desde la edad de 40 años, la relativa baja incidencia de detección de cáncer en ellas, de tres a seis por 1000 mujeres en función de la edad y de los factores de riesgo [USDH94], vemos que no son raros los fallos en el diagnóstico del carcinoma mamario. Por lo que, no es sorprendente el que los Sistemas de Ayuda a la Detección y Diagnóstico por Computadoras (CADS), se hayan abierto camino en la valoración clínica-mamográfica diaria.

Estos sistemas han sido diseñados para ayudar al radiólogo en la detección de masas y microcalcificaciones sospechosas. Funovics et al. indican que la sensibilidad en la detección del carcinoma mamario, aumenta significativamente cuando un radiólogo utiliza un sistema computerizado de ayuda a la detección y diagnóstico [FUNO98]. Otros trabajos han demostrado la capacidad de los CADS en la detección de aproximadamente la mitad de los carcinomas que han pasado inadvertidos [DOIK99] [MARX98]. Diferentes estudios [BIRD92] [HARV93] [GOER97] han encontrado que del 10 al 30% de los carcinomas mamarios, visibles mamograficamente en lecturas retrospectivas, no han sido identificados en las lecturas originales por diferentes razones.

Un método bien documentado de reducción de falsos negativos, es la utilización de la doble lectura independiente, pero esto es ineficiente y costoso. Así pues, vemos que existe un interés creciente en el desarrollo de estos sistemas, que pueden ser utilizados como una valiosa “segunda opinión”, para mejorar la precisión y eficiencia en el diagnóstico del carcinoma mamario en sus estadios más tempranos [VYBO94a] [HOFF99].

Numerosos estudios han demostrado que los porcentajes de detección del carcinoma mamario, pueden ser incrementados desde un 15% [THUR94] [BEAM96] [WARR00] hasta el 19,5% [FREE01] [FEIG02].

2.5.2.1. Técnicas informáticas para detección de anomalías mamográficas Los primeros estudios se realizaron con esquemas automáticos para la detección de microcalcificaciones, el diagnóstico radiológico mejoraba cuando el radiólogo disponía de la imagen computerizada para comparar con la mamografía original [CHAN90]. Más recientemente el trabajo de Kegelmeyer y col. muestra una mejoría similar en la detección de masas espiculadas, sin detrimento de la especificidad global [KEGE94].

2.2.2.1.1. Algoritmos de segmentación por umbralización.

En los últimos años, para intentar analizar las anomalías mamarias mediante sistemas computerizados se han aplicado algoritmos de segmentación por umbralización [PICA96], junto con técnicas basadas en la comparación de la mama derecha con la izquierda [YINF91]. Otros estudios, se han centrado en la clasificación mediante ordenador del tipo de tejido mamario presente, para poder dar un diagnóstico en base a él [TAHO94]. El problema fundamental en la mayoría de los algoritmos desarrollados, es la gran cantidad de parámetros que es necesario ajustar, por lo que se han llevado a cabo trabajos para su ajuste de forma automática [MURI97].

2.5.2.1.2. Aplicación de la morfología matemática en la detección de microcalcificaciones.

Se han estudiado también diferentes técnicas para la localización automática de microcalcificaciones, como signo inicial de la mayoría de los cánceres de mama. La utilización de la morfología matemática ha sido ampliamente extendida, a la hora tanto de la detección de microcalcificaciones [VILA98] [GIME98], como para analizar sus características [BETA97]. Sistemas dinámicos asíncronos para la ejecución iterativa de filtros morfológicos sobre imágenes, han sido también aplicados, para mejorar la eficiencia en la convergencia de estos operadores [ROBI97].

2.5.2.1.3. Redes de neuronas artificiales (RNAs).

Las redes de neuronas, es otra de las técnicas muy usadas para el reconocimiento de patrones y clasificación de datos en el campo médico [SHIH95], resultando ser una herramienta muy potente para: interpretar radiografías [BOON90a], diferenciar entre patrones que se corresponden con diferentes enfermedades intersticiales en radiografías de tórax [ASAD90a] y detectar lesiones mamarias [WU92].

2.5.3. VALORACIÓN DE LOS DIFERENTES SISTEMAS