Envejecer con salud: la IA ve venir las enfermedades asociadas a la edad

El IIS Aragón, IACS e ITA colaboran aplicando la inteligencia artificial (IA) al diagnóstico precoz y la prevención de enfermedades neurodegenerativas, sarcopenia y cáncer de colon y próstata

El paso del tiempo significa comenzar a acumular enfermedades relacionadas con la edad. Es lo que nos hace envejecer. En la actualidad, «en una población tan envejecida como la nuestra, debemos dotar al sistema sanitario de herramientas que detecten precozmente las enfermedades asociadas al envejecimiento, ya que, abordándolas en estadios tempranos, más fáciles y baratos de tratar, proveeremos a las personas de una mejor salud, manteniendo una aceptable calidad de vida», expone Ángel Lanas, director científico del Instituto de Investigación Sanitaria Aragón (IIS) e investigador principal de uno de los paquetes de trabajo del proyecto AI4 Healthy Aging, en el que participan diversas entidades y empresas aragonesas.

La inteligencia artificial (IA) se revela como una herramienta que –Lanas está convencido– «va a cambiar la forma de trabajo de forma radical y a una velocidad superior a la que podemos imaginar ahora mismo». En colaboración con el Instituto Tecnológico de Aragón (ITA) y la Unidad de Biocomputación del Instituto Aragonés de Ciencias de la Salud (IACS), con Carlos Tellería a la cabeza, ya están obteniendo resultados exitosos aplicando IA al diagnóstico precoz de dos cánceres cuya frecuencia aumenta con la edad: el cáncer de colon y el de próstata.

Cáncer de colon y de próstata

La forma de anticiparse es conseguir que algoritmos desarrollados mediante inteligencia artificial permitan señalar qué pacientes tienen mayor riesgo «utilizando fundamentalmente datos clínicos y analíticos, sin necesidad. de pruebas invasivas como la biopsia de próstata o la colonoscopia», señala Lanas. Y funciona: «Los resultados obtenidos están siendo exitosos», asegura. Con el proyecto casi finalizado, «queda pendiente validar las herramientas diseñadas y ponerlas a disposición del sistema de salud». Para cáncer de colon y próstata, se están desarrollando además herramientas para lograr un diagnóstico histológico automático y, en el caso del colon, «que las imágenes endoscópicas  permitan señalar las características histológicas de los pólipos o lesiones encontradas». 

Sarcopenia

Muchas personas mayores de 65 años ven cómo van perdiendo masa muscular, fuerza y funcionalidad. Lo que les ocurre se denomina sarcopenia, conduce a una situación de fragilidad y suele pasar desapercibida debido a la falta de herramientas eficaces de cribado o diagnóstico temprano. Además, la progresión de la sarcopenia hacia la fragilidad genera un círculo vicioso: la pérdida de fuerza y movilidad disminuye la actividad física, lo que acelera aún más la pérdida de masa muscular. Como resultado: un impacto negativo en la calidad de vida de las personas afectadas y mayor carga sobre los sistemas de salud y las familias que las cuidan.

La forma de caminar puede ser muy elocuente. Combinando IA y diferentes tipos de sensores y dispositivos vestibles (‘wearables’), el ITA y la empresa Podoactiva están desarrollando «un sistema que, a través del análisis del patrón de la marcha (la forma en que andamos), detecte características y patrones específicos asociados a la presencia de sarcopenia», explica Marina Azpíroz, responsable de Innovación de Podoactiva.

En los estudios han participado personas mayores; mediante sensores avanzados se han recopilado datos exhaustivos de sus patrones de marcha. Con ellos se ha entrenado a modelos de IA que de analizan las características biomecánicas de la marcha y determinan si la persona presenta o no signos de sarcopenia. 

Como resultado de este trabajo, «se han desarrollado modelos con una fiabilidad superior al 85%, lo que representa un avance significativo en la detección temprana de esta enfermedad», precisa José Luis Pérez Lasierra, investigador en la empresa.

El ITA se ha encargado de generar los modelos de inteligencia artificial. Rafael del Hoyo, responsable de Big Data y Sistemas Cognitivos, señala que «hemos trabajado mucho en entender los movimientos del ser humano, a través de la imagen y de sensores de movimiento o acelerómetros». La IA puede «ayudar el diagnostico precoz de estas enfermedades, haciendo que pequeños indicios hagan saltar la alarma y animen a visitar al médico», indica. Una IA que puede esconderse en una ‘app’ del móvil o en los sensores de una zapatilla «que están ‘escuchando’ en todo momento».

Otra línea, con la empresa Bitbrain, explora el uso de IA para detección precoz e intervención rápida ante el deterioro cognitivo leve, demencia y alzhéimer, basándose en medidas de la actividad cerebral durante el sueño.

Un diseño ético en el despliegue de la IA en el entorno de la salud

La inteligencia artificial (IA) ha demostrado un gran rendimiento en la tarea de encontrar patrones complejos en grandes volúmenes de datos. «Desde 2014, los sistemas de IA han superado a los expertos humanos en múltiples áreas, gracias a varios avances en redes neuronales profundas entrenadas en grandes conjuntos de datos que utilizan computación de alto rendimiento para, por ejemplo, el descubrimiento de fármacos, la predicción de los resultados de ensayos clínicos, la medicina personalizada, el análisis de imágenes radiológicas para la detección temprana de cáncer o aneurismas, pruebas dermatológicas…», expone la investigadora del Instituto Aragonés de Ciencias de la Salud (IACS) Alba de Martino.

Pero, de forma muy especial cuando se trata de salud, la aplicación de IA debe ofrecer todas las garantías. Por eso, el IACS se encarga en el proyecto AI4 Healthy Aging de que la IA sea confiable desde el diseño. Este paquete de trabajo, totalmente transversal y en el que participan también Universidad de Valencia, Barcelona Supercomputing Center y Cruz Roja, tiene como objetivo «la definición de un modelo de cumplimiento normativo y de una metodología para la evaluación ética de la tecnología desarrollada en el proyecto y su aplicación a los diferentes casos de uso que se incluyen en el proyecto: cardiopatías, sarcopenia, sueño, párkinson, salud mental, cáncer y deterioro cognitivo por hipoacusia».

En el desarrollo de herramientas de IA aplicadas al campo de la salud, señala la coordinadora de esta parte del proyecto en el IACS, «es indispensable tener en cuenta el potencial impacto de estas prácticas y técnicas en la equidad en salud y, en especial, las consideraciones éticas derivadas de las principales desigualdades en los resultados de salud debido a factores como el nivel socioeconómico, la posición geopolítica y el origen étnico». 

Entre los objetivos está «asegurar que los desarrollos a realizar dentro del proyecto garantizan los derechos fundamentales de los pacientes y la autonomía e independencia del personal sanitario en el despliegue de la IA en el área de la salud». No se pierden de vista los posibles conflictos éticos y legales que se deban tener en cuenta para el diseño, desarrollo y uso de la aplicación, así como los requerimientos de privacidad y seguridad necesarios en función de la organización de los datos y los procedimientos de IA utilizados.

Jornada el día 10

El 10 de diciembre se mostrarán en el ITA los avances más recientes en el uso de la inteligencia artificial para detectar y prevenir enfermedades relacionadas con el envejecimiento. La jornada titulada ‘Inteligencia artificial para un envejecimiento saludable: detección de sarcopenia y enfermedades neurodegenerativas leves a través de la IA’, es un evento enmarcado en el proyecto AI4 Healthy Aging. El programa destacará especialmente el papel de empresas aragonesas como Podoactiva y Bitbrain en áreas clave del proyecto como: la IA confiable por diseño, las enfermedades neurodegenerativas y la sarcopenia, sueño y cánceres prevalentes en la tercera edad. Líneas que forman parte de los diferentes paquetes de trabajo liderados por empresas e institutos aragoneses como el Instituto Tecnológico de Aragón (ITA), el Instituto de Investigación Sanitaria Aragón (IIS) y el Instituto Aragonés de Ciencias de la Salud (IACS).  

El proyecto

• Objetivo Aplicación de inteligencia artificial distribuida para el diagnóstico y tratamiento temprano de enfermedades con gran prevalencia en el envejecimiento.
• Financiación Unión Europea a través de los fondos Next Generation. 12,5 millones de euros dentro del programa Misiones de I+D en Inteligencia Artificial 2021.
• Periodo de ejecución Cuatro años, hasta el 31 de diciembre de 2024.
• Socios El consorcio, liderado por Capgemini, está formado por un total de 15 organismos y entidades representativas del sector industrial y sanitario, entre los que se encuentran el Instituto Tecnológico de Aragón, Instituto Cajal (CSIC), Instituto Aragonés de Ciencias de la Salud, Instituto de Investigación Sanitaria Aragón, Universidad Politécnica de Cataluña-Barcelona Tech, Universidad de Valencia, Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación, Cruz Roja Española, Fundación Andaluza para la Investigación y Gestión del Conocimiento en Otorrinolaringología, Bitbrain, Podoactiva, Technaid, Inntegra y Starlab.

Fuente: Heraldo de Aragón