La Universidad Politécnica de Madrid (UPM) lidera un innovador proyecto de inteligencia artificial (IA) para la detección de gliomas, tumores cerebrales altamente letales, en colaboración con el Children’s National Hospital de Washington. Este esfuerzo se presentó en la Conferencia Internacional MICCAI 2024 en Marrakech, donde el equipo obtuvo reconocimiento por su enfoque que combina aprendizaje profundo y técnicas adaptativas, mejorando así el diagnóstico en regiones con recursos limitados. La investigación, respaldada por fondos europeos y nacionales, busca revolucionar los procesos de diagnóstico y tratamiento de tumores malignos a nivel global.
Los gliomas, considerados tumores cerebrales de alta letalidad, presentan un reto considerable en el ámbito del diagnóstico, especialmente en áreas con recursos limitados. En respuesta a esta problemática global, un grupo de científicos se reunió en Marrakech, Marruecos, para participar en una competición enfocada en el desarrollo de soluciones innovadoras basadas en inteligencia artificial (IA) y resonancia magnética para la detección y medición precisa de estos tumores.
Este proyecto es resultado de la colaboración entre el laboratorio de Tecnologías de Imágenes Biomédicas, dirigido por la Dra. María Jesús Ledesma Carbayo de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), y un equipo del Children’s National Hospital de Washington, DC, bajo la dirección del Dr. Marius George Linguraru. Juntos han logrado adaptar tecnologías avanzadas a contextos donde las infraestructuras médicas son menos desarrolladas.
La investigación se centra en técnicas de ensamblaje de modelos de aprendizaje profundo, utilizando métodos de transfer learning, que permiten entrenar modelos de IA con grandes conjuntos de imágenes —en este caso, imágenes de diferentes tipos de tumores cerebrales— y luego ajustarlos para que funcionen eficazmente con datos más limitados. Esta estrategia incluye técnicas adaptativas que refinan cada caso individualmente, resultando especialmente efectiva al aplicarse a datos específicos de poblaciones subsaharianas. Este enfoque llevó al equipo a obtener el primer lugar en la competición.
Daniel Capellán Martín, investigador en la UPM y co-primer autor del estudio, destacó: “Nuestro enfoque innovador combina técnicas avanzadas de aprendizaje profundo con estrategias adaptativas, lo que permite una detección más precisa y personalizada de los gliomas”. Además, subrayó que este avance demuestra cómo la IA puede mejorar el diagnóstico y tratamiento de tumores cerebrales en regiones con recursos limitados.
La metodología desarrollada por el equipo alcanzó niveles sobresalientes de precisión, lo que les valió reconocimiento en el BraTS Challenge 2024 durante la Conferencia Internacional MICCAI 2024. Este evento es uno de los más importantes a nivel mundial sobre IA aplicada a imágenes médicas.
“Nuestra aproximación no solo mejora la detección tumoral en cohortes específicas sino que también evidencia la versatilidad de la IA para adaptarse a diversos escenarios geográficos”, afirmó María Jesús Ledesma Carbayo. Este aspecto es fundamental para implementar tecnologías efectivas de diagnóstico a nivel global.
El Dr. Marius George Linguraru explicó que han decidido compartir públicamente su algoritmo ganador para promover el avance científico colectivo: “Estas competiciones son cruciales para demostrar cómo la innovación y la colaboración pueden contribuir a reducir las disparidades en la atención sanitaria global”.
Este éxito se suma a una serie anterior de logros del equipo UPM-Children’s National Hospital en el campo de IA e imagen médica. En 2023, ya habían conseguido una primera posición en el concurso BraTS con un proyecto centrado en medir tumores cerebrales pediátricos durante la Conferencia MICCAI 2023 celebrada en Vancouver, Canadá. Este trabajo ha sido seleccionado para ser presentado en el Congreso Europeo de Radiología (ECR 2025) este mes en Viena.
El reciente reconocimiento amplía su experiencia desde la detección y seguimiento de tumores pediátricos hasta abordar gliomas en adultos dentro de poblaciones subsaharianas. “Estos reconocimientos subrayan el papel pionero nuestra investigación”, afirmó Ledesma Carbayo. “Nuestro objetivo es seguir expandiendo nuestros conocimientos sobre imágenes avanzadas e IA para revolucionar los procesos diagnósticos y terapéuticos a escala global”.
Actualmente, el equipo busca establecer nuevas colaboraciones nacionales para evaluar sus soluciones desarrolladas con diversas cohortes y datos clínicos relacionados con lesiones cerebrales tumorales. Una línea específica se enfoca en aplicar estos algoritmos a la segmentación y caracterización de metástasis cerebrales derivadas de distintos tipos cancerígenos.
Dicha investigación ha sido posible gracias al apoyo financiero proporcionado por la Unión Europea mediante los fondos NextGenerationEU, así como por iniciativas del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades española y la Comunidad de Madrid a través proyectos como IMAGINA, RESPONSE-POC, EUCAIM y MAGERIT-CM.
Los gliomas son tumores cerebrales altamente letales que representan un desafío significativo para el diagnóstico, especialmente en regiones con recursos limitados.
La competición se llevó a cabo en la ciudad de Marrakech, Marruecos, donde científicos de diversas partes del mundo se dieron cita para desarrollar soluciones basadas en IA y resonancia magnética para la detección de tumores cerebrales.
El proyecto es una colaboración entre el laboratorio de Tecnologías de Imágenes Biomédicas de la UPM, liderado por la Dra. María Jesús Ledesma Carbayo, y un grupo de investigación del Children’s National Hospital de Washington, DC, liderado por el Dr. Marius George Linguraru.
Se utilizaron técnicas de ensamblaje de modelos de aprendizaje profundo entrenados mediante aprendizaje por transferencia, junto con técnicas de posprocesamiento adaptativas para refinar cada caso individualmente.
El equipo alcanzó niveles sobresalientes de precisión y fue reconocido en el BraTS Challenge 2024 durante la Conferencia Internacional MICCAI 2024.
Este proyecto demuestra cómo la innovación y la colaboración pueden contribuir a reducir las disparidades en la atención sanitaria a nivel mundial, mejorando el diagnóstico y tratamiento de tumores cerebrales en regiones con recursos limitados.
El equipo está planteando nuevas colaboraciones a nivel nacional para evaluar las soluciones desarrolladas en nuevas cohortes y datos de pacientes con diversas lesiones cerebrales de origen tumoral.
La investigación ha sido respaldada por la Unión Europea, los fondos NextGenerationEU, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España, y la Comunidad de Madrid a través de varios proyectos.