Kai-Hung Fung, arte a rebanadas

En el año 1979 el inglés Godfrey Newbold Hounsfield y el sudafricano Allan McLeod Cormack recibieron el premio Nobel de Medicina y Fisiología por el desarrollo de la tomografía axial computarizada.

Doce años antes Cormack, ingeniero y físico, había publicado sus estudios sobre la tomografía axial (en los que proponía un método matemático para poder reconstruir los coeficientes de atenuación de los tejidos en una sección de un volumen), que fueron el punto de partida de los trabajos de Hounsfield, ingeniero electrónico que lideró el equipo que diseñó el primer prototipo.

En 1972 comenzaron los ensayos clínicos con las primeras unidades de tomografía y los resultados sorprendieron y fascinaron a toda la comunidad médica. Y es que la introducción de la tomografía computarizada es considerada por muchos el mayor avance en el diagnóstico médico por la imagen desde el descubrimiento de los rayos X por Roentgen en el año 1895. Además ha sido también la responsable del gran salto adelante que se ha dado en el campo de la radioterapia, ya que ha hecho posible la planificación en tres dimensiones de los tratamientos de los pacientes oncológicos.

Esquema del prototipo de Hounsfield

A diferencia de las radiografías convencionales, que hacían uso de una fuente de rayos X estática para, a partir de la radiación transmitida, obtener proyecciones en dos dimensiones de la anatomía de los pacientes, la técnica tomográfica consistía en ir girando la fuente de rayos X alrededor del cuerpo a la vez que se iba recogiendo la información de la radiación transmitida. Procesando estos datos mediante algoritmos de reconstrucción digitales, se generaban imágenes de diferentes secciones axiales del paciente. Es decir, por primera vez se hizo posible obtener información sobre estructuras tridimensionales mediante la transmisión de rayos X a través de las mismas. Por ello la técnica se bautizó como TAC: Tomografía (palabra que viene del griego, donde “tomos” significa cortar y “grafia” dibujo o escritura) Axial (la fuente de rayos X rota en torno a un eje longitudinal centrado en el paciente, por lo que se obtienen secciones perpendiculares a ese eje que se denominan axiales) Computarizada (se utilizan algoritmos informáticos para la reconstrucción de las imágenes)

Desde el primer prototipo de Hounsfield hasta los equipos que tenemos hoy en día, la tecnología (sobre todo en lo que respecta a los detectores) y los algoritmos de reconstrucción (cada vez más sofisticados debido al desarrollo de ordenadores y técnicas de computación cada vez más potentes) han evolucionado muchísimo, lo que hace que la calidad de imagen sea muy superior y los tiempos de adquisición y reconstrucción mucho menores.

Uno de los mayores avances se dio a partir de los años 90 con la introducción de equipos helicoidales, en los que la adquisición de datos no se lleva a cabo sección a sección sino que se obtiene de modo continuo a lo largo de todo el volumen analizado. La mesa sobre la que está colocado el paciente se desplaza longitudinalmente de manera simultánea a la rotación de la fuente. Es por ello por lo que la tomografía actual ya no es TAC, sino tomografía computarizada en tres dimensiones o TC en 3D (en inglés, 3D CT), ya que lo que se obtiene es información volumétrica. De hecho, ya todos los equipos son helicoidales, con varias filas de detectores (multicorte) e incorporan en su software técnicas de “renderización” de volúmenes (en inglés, volume rendering) que permiten una visualización tridimensional del objeto partiendo de los cortes axiales.

Y es precisamente esta técnica 3D CT, en concreto la de un equipo Toshiba con 16 detectores por fila adquirido en un hospital chino en el año 2003, la que nos lleva hasta nuestro protagonista: Kai-Hung Fung.

KH Fung es un médico especialista en diagnóstico por la imagen en un hospital de Hong Kong (Pamela Youde Nethersole Eastern Hospital) que ha aprovechado su experiencia en la técnica 3D TC para crear imágenes diagnósticas y también artísticas del cuerpo humano basadas en datos adquiridos con estos equipos.

Su descubrimiento ocurrió cuando unos cirujanos de su hospital se interesaron en imágenes en tres dimensiones procedentes del TC que les permitieran visualizar zonas anatómicas complejas antes de la intervención quirúrgica. Entonces Fung actúo como un fotógrafo de los profesionales, que prefiere las cámaras reflex a las automáticas, y en vez de utilizar los softwares de imagen comerciales de reconstrucción en 3D que vienen incluidos en todos los equipos de TC, prefirió generar sus propios algoritmos de “renderización” y crear distintos espectros de colores para representar los datos.

Aunque la forma más habitual de trabajar es con imágenes en dos dimensiones que muestran distintos planos paralelos de la anatomía del paciente, KH Fung incorporó todas ellas en una sola imagen y utilizó líneas de contorno similares a las de los mapas topográficos para representar los cambios de profundidad. Además apostó por no restringirse a los 256 pasos de los que se dispone en la escala de grises, sino que introdujo en sus imágenes millones (256x256x256) de colores. Y es que el ojo humano es mucho más sensible a las distintas intensidades y tonos de los colores que a los grises, de los que es capaz de distinguir a lo sumo 16.

Además de imágenes en 3D, empezó a hacer  también vídeos cortos (visualizaciones 4D) que ayudaran a los cirujanos “mostrando diferentes perspectivas de las diferentes estructuras anatómicas simulando el campo de visión quirúrgico o endoscópico”. A Fung le gusta comparar sus vistas anatómicas desde dentro del cuerpo con las escenas de la película de Ciencia Ficción “Un viaje alucinante”, de la que nos habló Igor Campillo hace unas semanas.

Él bautizó sus estudios de endoscopia virtual como “anatomía de cuarta generación”, una solución novedosa que facilita la comprensión espacial y minimiza errores, ya que lo que permite es poner al profesional en el lugar del bisturí, aguja o catéter. La primera generación, dice, es la que se encuentra en los libros de texto; la segunda la constituyen imágenes procedentes de los equipos de rayos X y la tercera, secciones de la anatomía de los pacientes.

Le gustó tanto el resultado obtenido que pensó que, además del interés diagnóstico que había demostrado, sus imágenes también podían convertirse en arte. Y transformó los datos adquiridos de la cabeza de una de sus pacientes, una mujer china de 33 años, en una flor exótica llena de color y vida.Tituló a esa imagen “What lies behind our nose? (¿Qué se esconde tras nuestra nariz?)” y resultó la ganadora en el Concurso Internacional de “Science&Engineering visualization” patrocinado por la revista Science y la Fundación de Nacional de Ciencia de los estados Unidos en el año 2007. Cuando le preguntaban por la imagen Fung respondía: “La mujer tenía un septo nasal muy recto y senos maxilares ondulados… Su anatomía era excepcionalmente bonita”.

“What lies behind your nose? (¿Qué se esconde detrás de tu nariz?)”
Los huesos, el tejido blando y la grasa fueron extraídos de la imagen a fin de destacar el molde del seno nasal, de una perfección tal que no parece real

La carrera como artista de Fung despegó a partir de entonces. Sus imágenes se han exhibido en muchas exposiciones y han ganado numerosos premios, incluyendo “Most Psychodelic Images in Science” (2011) de la revista Discover.

“Nose from the inside (Nariz desde el interior)»

«Network (Red)»

«Teeth (Dientes)»

“Within one´s heart (Dentro de nuestro corazón)”

«An Impressive Ceiling (Un techo impresionante)»

«Van Gogh remembered (Recordando a Van Gogh)»

Recientemente ha empezado a colaborar con el fotógrafo Gary Yeoh, con el que ha grabado diferentes secuencias de vídeo en las que se muestra el proceso de metamorfosis de las mariposas.

[youtube=http://youtu.be/dYDtiuKUASQ]

Su actual proyecto artístico común es “Mystical Garden”, para el que están utilizando la combinación de fotografía, rayos X, 3D CT y 3D microCT para obtener imágenes de flores, plantas, insectos y otros elementos de la naturaleza. Estos primeros trabajos se exhibirán en la galería de arte Grotto de Hong Kong en junio de este año.

He tenido oportunidad de preguntarle a Kai Hung Fung a ver cuál es su imagen favorita y me ha dicho que “What Lies Behind Our Nose?”, aunque también “An impressive ceiling” (en el que se ve la parte superior del cuarto ventrículo del cerebro), “Web” (donde se muestran las venas y arterias cerebrales vistas desde arriba) y otros trabajos aún inéditos. Yo me quedo sin dudarlo con «Van Gogh remembered» (imagen de un stent en la aorta visto desde el interior). ¿Y vosotros?