Se desarrolla un nuevo método para detectar COVID-19 con radiografías e inteligencia artificial
Científicos del INAOE y el CIMAT han desarrollado un nuevo sistema para diagnosticar a pacientes con COVID-19; una herramienta rápida de apoyo a pruebas PCR
Por Cristian Escobar Añorve @crazo70
26 de abril, 2020
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Imagen: INAOE

Cristian Escobar 

@crazo70

Con el fin de apoyar a la detección oportuna de casos por COVID-19, científicos del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y el Centro de Investigación en Matemáticas (CIMAT) han desarrollado un nuevo sistema de diagnóstico para este nuevo tipo de coronavirus, que funciona con imágenes de rayos X y un sistema de inteligencia artificial.

Hasta ahora, las llamadas pruebas PCR son, según el Instituto de Diagnóstico y Referencia Epidemiológicos –la instancia que evalúa las pruebas para la detección de COVID-19 en México–, las únicas autorizadas para detectar el virus.

Aún así y dado que esas pruebas tienen un margen de error, investigadoras e investigadores continúan buscando alternativas a las pruebas PCR como, por ejemplo, los tests serológicos o pruebas rápidas, que detectan la presencia de anticuerpos producidas por el organismo para atacar al virus SARS-CoV-2. 

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Sin embargo, estas pruebas rápidas no son del todo confiables debido a que los anticuerpos para este virus aparecen hasta siete días después del contagio. Así lo ha informado la Secretaría de Salud en su informe de Evaluaciones provisionales en apoyo a la emergencia por la pandemia de la enfermedad COVID-19, presentado el 21 de abril.

Foto: Polina Tankilevitch

En este contexto es que investigadores del INAOE de San Andrés Cholula y el CIMAT de Guanajuato, se encuentran desarrollando un sistema de diagnóstico para ser usado por hospitales y centros de salud que atienden a pacientes con COVID-19, como una herramienta rápida y económica de apoyo a la prueba PCR. 

Un método de aplicación sencilla y barata

Este nuevo sistema de diagnóstico propone analizar imágenes de pecho, es decir, las capturas de lesiones pulmonares en pacientes sospechosos por COVID-19. Este análisis es realizado por un sistema de inteligencia artificial especializado en detectar los patrones que ocasiona este nuevo tipo de coronavirus en los pulmones.

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LADO B habló con el Doctor en Computación, Eduardo Morales Manzanares, investigador del INAOE especializado en Aprendizaje Automático y Reconocimiento de Patrones, quien detalló que con el desarrollo de este sistema no se plantea sustituir a las pruebas PCR, sino ser una ayuda o apoyo adicional para que los médicos puedan diagnosticar con mayor rapidez y precisión la enfermedad, o bien, para brindar seguimiento a pacientes ya contagiados. 

Morales explicó que las ventajas de este sistema son principalmente dos. Por un lado, este es un método rápido para detectar la enfermedad, pues en apenas una hora se obtienen los resultados. Y, por otra parte, el costo es muy bajo: alrededor de $300 pesos (que es lo que cuesta en promedio una radiografía de pecho).

En cuanto a la inteligencia artificial, funciona mediante una aplicación gratuita, compatible con teléfonos inteligentes y tabletas, las cuales sincronizan las imágenes de los rayos X; aunque la intención es consolidar una versión del sistema para poderlo instalar en las computadoras de los hospitales que tratan a pacientes con COVID-19. 

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El proceso que siguieron para el diseño de este sistema, detalló el investigador, consistió en recolectar 2 mil 500 imágenes de radiografías de tórax, aproximadamente, de las cuales 120 eran de pacientes con COVID-19 y el resto de otras enfermedades que afectan los pulmones (como neumonía, distintos tipos de influenza, etc.). 

Del total de las muestras de COVID-19 (120), 66 se utilizaron para «entrenar» a la inteligencia artificial, es decir, para que aprendiera a reconocer los patrones específicos de los pacientes con esta enfermedad. Y, finalmente, 54 radiografías fueron utilizadas para que el sistema de IA pusiera en práctica lo aprendido. El resultado fue una coincidencia positiva de 52 radiografías.

Imagen: INAOE

Reservas y trabas

Ahora bien, el doctor en computación comentó que un aspecto importante a aclarar es que, en ciertos casos el sistema tuvo algunas fallas, pues detectó COVID-19 cuando en realidad se trataba de radiografías de pulmones con diagnósticos de neumonía, por lo que actualmente se encuentran ajustando estos detalles con médicos expertos. 

“Lo que necesitamos es afinar el sistema con más imágenes, sobre todo con imágenes de mexicanos que han tenido COVID-19. Entonces nos hemos acercado con gobiernos y con el IMSS y con el ISSSTE. Ya empezamos a buscar un convenio, pero desafortunadamente va lento”, afirmó Morales. Asimismo, comentó que en este caso los trámites burocráticos están alentando un procedimiento que en estos momentos de contingencia podría resultar bastante útil.

Este sistema de detección aún no es de uso gubernamental o público; pero los investigadores involucrados, como el Doctor Morales, esperan pronto validar el sistema –resolviendo los detalles médicos-técnicos y los trámites burocráticos– para ponerlo a disposición de las instituciones de salud del país.

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Cristian Escobar Añorve