Así son las herramientas IA para detectar la COVID-19

La detección del coronavirus mediante inteligencia artificial es un tema que recibe cada vez más atención. La tecnología de detección temprana en pacientes, la confirmación del diagnóstico e incluso la necesaria para adelantarse a los brotes mediante modelos matemáticos, están en desarrollo en todo el planeta.

Personas con fiebre alta o sin mascarilla por la calle

La fiebre o la temperatura corporal elevada es uno de los rasgos distintivos de personas sintomáticas en la COVID-19. Es por ello que muchas soluciones tecnológicas pasan por la identificación de puntos de calor mediante inteligencia artificial.

Empresas como Crambo, Prosegur o la alianza entre TecSalud y el MIT (esta última mexicana) están trabajando por dotar de inteligencia a las cámaras infrarrojas. El objetivo es detectar a las personas con alta temperatura y poder así realizar test serológicos dirigidos.

Otras soluciones, también basadas en imágenes, son capaces de detectar quién lleva mascarilla y quién no. En febrero, la china Baidu lanzó un sistema de IA basado en software libre que es capaz  de identificar en el 96,5 % de las veces cuándo una persona no lleva mascarilla. Sistemas similares han ido apareciendo desde entonces en todo el mundo, con una altísima fiabilidad.

Usar tomografías de rayos X del tórax para buscar irregularidades

Varios proyectos ya en marcha orientan sus procesos a la detección de irregularidades en tomografías de rayos X del tórax de los pacientes. Este tipo de sistema es muy útil porque, no sustituyendo las clásicas PCR, sí es capaz de confirmar que un paciente tenga o haya pasado por COVID-19, si la enfermedad ha afectado a sus pulmones.

Además, no es necesario manipular las máquinas de rayos X y TAC actuales, solo analizar sus imágenes. Es una forma inteligente de reaprovechar la tecnología existente (legacy) y darle un nuevo uso más amplio.

Haciendo uso de programas basados en inteligencia artificial, son una forma de identificar la presencia del virus incluso en pacientes que hace meses que abandonaron el hospital. El motivo es que la IA se aplica a las tomografías estáticas, sin importar cuándo fueron tomadas.

Uno de los proyectos más llamativos al respecto es el que inició Barath Narayanan. Usando imágenes torácicas de rayos X y herramientas de deep learning, fue capaz de enseñar a los ordenadores a identificar COVID-19 con un 97,8% de precisión. Este experto en inteligencia artificial está desarrollando tecnología de corte similar para el cáncer, la malaria o los tumores cerebrales.

En Brasil, la herramienta RadVid-19 hace un uso similar de la inteligencia artificial al combinar varios algoritmos. Uno de ellos de la china Huawei y otro de la alemana Siemens. Combinados, son capaces de dar con patrones e identificar manchas relacionadas con el virus SARS-CoV-2.

Este sistema, que a principio de agosto de 2020 ya estaba implementado en el 60 % de la red pública hospitalaria, fue desarrollado por el Hospital de las Clínicas junto al apoyo del Banco Interamericano de Desarrollo (BID) y es una herramienta totalmente funcional. Nada de ciencia ficción.

Proyectos similares se están desarrollando también en España desde hace meses. Ya en abril Francisco Herrera, el técnico de comunicación del Hospital Universitario San Cecilio (Granada), informaba con un comunicado que un sistema local basado en IA detectaba el 80 % de los casos usando una radiografía del tórax.

El uso de tecnología existente para buscar la COVID-19

Los TAC no son precisamente tecnología nueva. Ni siquiera su digitalización o los ordenadores desde los que se observan las imágenes de tomografía. Sin embargo, es interesante descubrir cómo se puede usar tecnología ya existente y darle un segundo uso en la lucha contra el coronavirus. Como ejemplo, de cara al usuario y sin salir de casa.

Durante los meses de encierro, las pantallas han sido la única vía de escape de millones de personas, que se asomaban a internet para apoyarse los unos a los otros. Portátiles como el Acer Chromebook Spin 713 tuvieron un rol imprescindible durante el confinamiento. Se convirtieron en la ventana al mundo para quienes no podían salir a la calle.

Pero este tipo de ordenadores compactos y livianos no solo ha conformado una ventana desde donde interactuar con el resto del mundo. También desde la que programar código que salvará vidas en el futuro. Si hay una tecnología protagonista de esta pandemia, esta es la inteligencia artificial, un tipo de código programado sobre dispositivos que ya estaban aquí antes del virus.

En el caso del Acer Chromebook Spin 713, este portátil ultraligero cuenta con una resistencia que ha superado el nivel militar MIL-STD-810G. Presenta una pantalla de Gorilla Glass y un chasis de metal reforzado que oculta una batería capaz de mantener al dispositivo vivo durante 10 horas.

En búsqueda de las enfermedades desarrolladas por la COVID-19

En muchas ocasiones, una enfermedad puede dar lugar a otra enfermedad o a un trastorno crónico. En el caso de la COVID-19, se sabe que puede tener un impacto grave en la capacidad pulmonar, aunque también afecta al sistema nervioso, al olfato y gusto, e incluso a la piel.

Respecto al impacto en pulmones, investigadores y expertos en patologías víricas y de imagen del FISABO (Fundació per al Foment de la Investigació Sanitària i Biomèdica de la Comunitat Valenciana) y radiólogos del Instituto de Biomecánica de Valencia (IBV) han impulsado un proyecto que surge de una colaboración previa:  DIRAC, o Diagnóstico Inteligente para Radiografías con implementación en Circuito integrado.

La idea tras este grupo de expertos es generar algoritmos que faciliten la interpretación clínica de todo tipo de patologías, con foco en la detección de neumonía derivada del SARS-CoV-2 haciendo uso de herramientas de radiología clásica y machine learning.

Adelantarse al uso de camas en UCI

El sistema de salud del País Vasco hace tiempo que usa tecnología artificial de Sherpa.ai para estimar el número de camas UCI que serán necesarias a lo largo de una semana tomando como base los casos diagnosticados. Además, este sistema también es capaz de reconocer otros patrones para hallar dónde surgirán nuevos brotes.

Inteligencia artificial para adelantarse a los brotes

La inteligencia artificial BlueDot pasará a la historia como la IA que fue capaz de ‘predecir’ la pandemia de SARS-CoV-2. El 31 de diciembre de 2019, este programa ocupó parte de sus tareas en advertir a los clientes de su grupo empresarial de que evitasen en la medida de lo posible la zona de Wuhan, además de otras como Bangkok, Seúl, Taipei o Tokio en los próximos días.

Un análisis posterior de los motivos por los que la IA recomendaba algo así indica que BlueDot ya sabía de la pandemia. No de forma consciente, evidentemente, pero fue capaz de adelantarse diez días a la OMS. Resulta que había descubierto la pandemia leyendo noticias publicadas en medios locales de Wuhan, donde localizó patrones relacionados con una gripe.

Esto abre un nuevo abanico de herramientas IA que nos ayude a detectar brotes epidémicos muchos antes de que se extiendan. Y, de hecho, ya se están utilizando. El sistema europeo Sewers4Covid, basado en inteligencia artificial, analiza el agua de las alcantarillas para detectar fragmentos de ARN de SARS-CoV-2 y adelantarse una semana a los brotes locales.

Con herramientas como esta será posible tomar decisiones quirúrgicas de confinamiento localizado, así como desplazar los medios sanitarios allí a donde hagan falta.

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Imágenes | United Nations COVID-19 Response, CDC, Sherpa.ai

Alma Landri