Ensenyar les màquines a pensar per avançar en la medicina del futur

La intel·ligència artificial i el machine learning seran les tecnologies que revolucionaran la medicina del futur. “Hi ha més tecnologies disruptives, com el blockchain o la realitat augmentada, però en el cor d’aquesta revolució digital hi ha els algorismes de machine learning, que són part de la intel·ligència artificial”, explica el doctor Juanjo Beunza, professor de la Facultat de Ciències Biomèdiques i de la Salut de la Universitat Europea de Madrid i autor de Manual práctico de inteligencia artificial en entornos sanitarios, juntament amb Enrique Puertas i Emilia Condés.

Malgrat els avenços dels últims anys, queda molt camí per recórrer, ja que “alguns autors estimen que fins a un 85 per cent dels projectes d’IA fracassen. També en salut”, defensa Beunza. I això passa perquè no hi ha prou coneixement tècnic pràctic, observa l’expert. “Hi ha moltes persones amb coneixement teòric, que han cursat un màster de big data, per exemple, però no tantes amb experiència pràctica”, apunta. També existeix “una bretxa molt gran entre el coneixement tècnic i el camp d’aplicabilitat”, i “a vegades l’èmfasi es posa en l’aplicació d’una tecnologia nova i no a resoldre un problema”.

Pel doctor Beunza, “moltes vegades la IA només aporta un 20 per cent de la solució a un problema, encara que aquest 20 per cent sigui molt important. El focus s’ha de posar a resoldre un problema o a potenciar una capacitat, i no a aplicar una xarxa neuronal profunda”. Perquè “moltes vegades la millor solució a un problema és una regressió logística tradicional, especialment quan el volum de dades no és gaire gran (una cosa molt freqüent en l’entorn sanitari espanyol)”, explica. 

Els reptes 

I per aquest motiu, segons l’expert, “fan falta professionals tècnics amb coneixement i experiència més enllà de la intel·ligència artificial, en lloc d’hiperespecialistes amb una profunda formació i experiència en una sola eina molt estreta”. En l’entorn sanitari, “es requereixen professionals amb formació i experiència més genèrica, perquè no podem tenir en plantilla 200 enginyers. Rarament en tenim més de dos o tres”. També, “la velocitat a la qual canvia la tecnologia és un problema per a la seva implementació”, explica l’expert. Perquè “a vegades les solucions que triem i implementem queden obsoletes en els mesos que triguem a obtenir les aprovacions i certificacions requerides, per la qual cosa el risc comercial s’incrementa”.

I un altre dels grans problemes és que “la pregunta sol estar mal plantejada. Les eines d’IA són en general molt útils per a tasques molt concretes i específiques, per exemple, per estimar la fracció d’ejecció en imatges d’ecocardiograma, però produeixen un gran percentatge d’errors quan les tasques són genèriques i múltiples, com portar a terme diagnòstics pediàtrics en substitució del metge pediatre. I les preguntes solen estar mal plantejades perquè els equips de desenvolupament no incorporen en les seves primeres fases aquests clínics amb coneixements de les eines d’IA. Els clínics valuosos tenen poc temps, i quan en tenen solen mostrar llacunes importants a l’hora d’entendre aquestes eines d’IA”.

Juanjo Beunza forma part del grup Machine Learning Salud de la Universitat Europea, que va néixer fa dos anys per desenvolupar experiència i coneixement docent en l’aplicació d’eines d’intel·ligència artificial en l’àmbit sanitari. “És un grup inter- i transprofessional”, explica, “en el qual col·laboren especialistes de l’àmbit tècnic com enginyeria informàtica, enginyeria biomèdica, etc., així com professionals de la salut. Professionals de l’Hospital Universitario HLA Moncloa tenen un rol molt important en aquest grup”. 

Un esperit col·laboratiu 

Han estat treballant amb algorismes predictius i diagnòstics, publicats i open source amb l’objectiu d’“explorar la potencialitat d’aquests algorismes tant en la classificació d’imatges mèdiques, siguin plaques de tòraxs, RNM, frotis sanguinis, etc., com en l’entrenament d’algorismes predictius, per exemple per predir esdeveniments cardiovasculars com ara infarts de miocardi sobre la base de dades estructurades clàssiques. Partim d’un esperit col·laboratiu i docent per la qual cosa compartim amb els nostres alumnes i socis tot el coneixement que desenvolupem. D’altra banda, utilitzem maquinari i programari open source perquè un gran nombre de persones i institucions puguin beneficiar-se d’aquest coneixement d’una manera assequible i sostenible”. 

L’expert també va posar en marxa el lloc web coRona-Ladies, un projecte nascut en una reunió del grup R-Ladies Madrid, que busca promocionar l’ús del llenguatge de programació R entre noies. “L’objectiu del projecte era crear una web que recopilés dades oficials de l’evolució de la pandèmia de la Covid- 19 per realitzar prediccions epidemiològiques útils per a la gestió de materials i de recursos humans als hospitals. No obstant això, observem com la fiabilitat de les dades disponibles era tan escassa que els models predictius eren bàsicament inútils. Així que vam aturar el projecte”, reconeix Beunza. “Però va ser una col·laboració molt maca amb R-Ladies i un gran aprenentatge. Comprovem in situ que la qualitat dels algorismes se sustenta sobre la qualitat de les dades.

Sense dades, tota la resta és inútil”. I què pot fer la IA aplicada a la medicina en relació amb la Covid- 19? Molt. Des del diagnòstic –assistents clínics remots, detecció automàtica de temperatura, anàlisi de plaques de tòraxs o de TAC toràcics–, predicció –detecció precoç d’alt risc de requeriment d’UCI, necessitats materials, logístiques i de recursos humans–, desenvolupament de nous fàrmacs –cerca de noves molècules, reclutament per a assajos clínics–, vacunes i control de casos en contenció o mitigació –aïllament, contactes de risc, carnet immunològic–. “Però no oblidem que la IA és un complement, un potenciador, no una solució”, insisteix Beunza. “Considero un error posar el focus en l’eina de seguiment de contactes sense tenir un nombre suficient de rastrejadors per realitzar el seguiment. O disposar d’un algorisme de diagnòstic per veu sense tenir un nombre suficient de metges i infermers en els centres de salut. La IA és una eina, no un substitut dels professionals ni del sistema”. 

Falten professionals híbrids 

““Un dels grans problemes que tenim és que els equips de desenvolupament tècnic dominen les noves tecnologies, però tenen llacunes importants a l’hora d’adaptar les solucions que desenvolupen a la realitat dels entorns clínics”, arma el doctor Beunza. “I els clínics que hi col·laboren moltes vegades no entenen com funcionen aquestes eines ni les seves limitacions, possibilitats o potencialitats, per la qual cosa el diàleg no és uid ni ecient”. Per l’expert hi ha una demanda creixent de professionals que puguin establir aquest diàleg entre les necessitats dels professionals i dels pacients d’una banda, i les possibilitats tècniques de les solucions proposades de l’altra. “D’aquí sorgeixen carreres com ara enginyeria biomèdica o professionals de la medicina que es formen més profundament en les eines d’intel·ligència articial. Però aquests nous perls no estan encara ben denits ni instaurats”. 

Un canvi històric de cicle

“Crec que vivim en un moment apassionant per a la pràctica i/o gestió de la medicina”, arma Beunza. “Considero que estem assistint a un canvi històric de cicle. El sistema sanitari, tal com el coneixem, no és sostenible. I a les tensions derivades de la inecàcia del sistema actual cal contraposar-hi les immenses oportunitats de transformació disponibles”, afegeix. Encara que la gran dicultat, segons l’expert, “és que els pegats ja no valen. Cal reimaginar tot el sistema”. Pel doctor Beunza, “la telemedicina sobretot, i la cirurgia robòtica remota una mica menys, seran essencials en aquest nou sistema on l’atenció sanitària serà ubiqua. El centre de l’atenció serà el pacient i el nombre de visites presencials es limitaran als casos estrictament necessaris. I l’explosió dels sensors remots (ja disponibles a costos assequibles) permetrà practicar en remot una gran part de les exploracions i maniobres que avui dia fem presencialment”. 

Telemedicina i Covid-19 

La telemedicina és un dels àmbits que més s’han vist afavorits per la pandèmia de la Covid-19 i en què han sorgit molts projectes en els últims mesos. La digitalització de la societat ha avançat entre 3 i 5 anys a causa de la crisi sanitària, segons els experts. “La Covid ha estat i és un drama, però ens ha obligat a utilitzar algunes d’aquestes eines que ja teníem disponibles abans de la Covid-19, com ara la telemedicina. Sabíem que en algun moment havíem de començar a utilitzar-les”, arma Beunza. No obstant això, reconeix, “el seu ús no està lliure de limitacions. Pensem, per exemple, en la falta de cobertura legal que tenen els metges a l’hora de fer diagnòstics en remot, amb tots els riscos que això comporta. Ens hem vist obligats a atendre els nostres pacients en remot sense estar-hi totalment preparats, a vegades sense equip adequat o sense formació. Considero que és un quadre ple de llums i d’ombres”. 

Els pacients, davant la tecnologia 

“Crec que l’entorn clínic assistencial és molt lluny d’haver assimilat aquesta revolució”, reconeix Beunza. “Encara demanem cita amb el metge especialista perquè, després d’una espera més o menys llarga, ens doni uns resultats que pot ser que siguin totalment normals. No diguem res de la integració de tota la nostra informació clínica amb informació dels centenars de sensors que tenim a la nostra disposició amb informació genètica, metabòlica, analítica, d’imatge, etc. La privacitat de les dades és un grandíssim escull, però existeixen multitud de propostes que ens permeten accedir, almenys parcialment, a aquestes eines amb garanties de seguretat i privacitat. La transformació està en marxa, encara que avanci molt lentament”.

Biosensors ‘wearables’ 

Existeixen altres tecnologies i aplicacions que poden aportar molt a la medicina, com els rellotges connectats al mòbil d’una persona epilèptica, els mesuradors de sucre per a diabètics o les samarretes intel·ligents per a les persones hipertenses, per exemple. “Crec que els biosensors són un element essencial en la telemedicina”, arma el doctor Beunza. “No es pot basar un diagnòstic exclusivament en informació subjectiva del pacient. Si volem fer atenció i seguiment remot cal posar els fonaments d’aquests paràmetres objectius, sigui la freqüència cardíaca, la respiratòria, la saturació d’O2 o els sorolls d’auscultació. I ocorre que avui dia podem construir un dispositiu per obtenir l’FC, l’FR i la saturació d’O2 per menys de 15€. La tecnologia i els seus costos ja són assumibles per la immensa majoria de la població espanyola. Ens falta accedir a aquest coneixement i implementar-lo”.