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Una IA diagnostica infecciones intestinales

Detectar infecciones intestinales con inteligencia artificial (IA) es una de las tantas aplicaciones que esta tecnología tiene en el campo de la salud. En la actualidad, diferentes algoritmos están siendo desarrollados para:

  • Prevenir infartos.
  • Interpretar las variaciones de la tos.
  • Asistir a niños con problemas de aprendizaje.
  • Acelerar la ayuda de pacientes que están sufriendo un accidente cerebrovascular.

De todas formas, aprovechar las redes neuronales para adelantarse a un brote de diarrea es novedoso. Más si consideramos que la idea es hacerlo a través de grabaciones de los sonidos que se producen al defecar.

Maia Gatlin, científica del Instituto de Tecnología de Georgia, en Estados Unidos, es la defensora de la hipótesis. En teoría, las redes neuronales que ha entrenado serían capaces de detectar infecciones intestinales por cólera que podrían convertirse en un brote epidémico.

¿Cómo funciona la inteligencia artificial que detecta infecciones intestinales?

En el último congreso de la Sociedad Acústica de América (ASA, por sus siglas en inglés), Maia Gatlin presentó la investigación que lleva adelante. A través del aprendizaje automático, su dispositivo interpreta los sonidos al defecar. Con esta información, la inteligencia artificial distingue entre una persona que tiene diarrea y una que no.

Para captar los sonidos, un micrófono con grabadora se instala en el baño. El dispositivo no es invasivo. De hecho, ocupa un pequeño espacio cuadrado, adherido a la pared, cerca del inodoro.

Luego, los sonidos captados son convertidos a espectrogramas por la tecnología del dispositivo. En un espectrograma, el sonido se convierte en una imagen que permite identificar patrones; es decir, formas que se repiten. Tanto la orina como las heces normales siguen patrones identificables. La diarrea, en cambio, presenta un espectrograma heterogéneo.

¿Puede ser precisa esta tecnología?

Para que su dispositivo aporte precisión al detectar infecciones intestinales, Gatlin entrenó redes neuronales de IA. Mediante el análisis y la precarga de diferentes sonidos, la tecnología mejora su precisión.

Las redes neuronales se entrenaron con sonidos de heces y de orina, con y sin ruido ambiente de fondo. En la presentación de su investigación, la científica asegura que el dispositivo tiene una precisión del 98,1% para distinguir entre diarrea y una defecación normal. Además, el algoritmo puede clasificar los sonidos en las siguientes categorías:

  • Orina
  • Flatulencia
  • Defecación
Infecciones intestinales
Imagen de Brand Factory.

¿Cuál es la utilidad real del dispositivo?

Detectar infecciones intestinales en sus inicios es clave para prevenir brotes. Al aislar a los pacientes con la enfermedad y tratarlos, se reduce el riesgo de que haya una epidemia en determinada zona geográfica.

Gatlin comentó en su presentación que la tecnología que desarrolla está pensada para el cólera. Esta enfermedad es causada por una bacteria que provoca diarreas potentes, con altas posibilidades de deshidratación en los pacientes.

En los lugares con buen saneamiento, acceso al agua potable y servicios de salud de calidad, el cólera no suele ser un problema. Sin embargo, en las regiones geográficas más pobres, las epidemias por infecciones intestinales son frecuentes.

Una inteligencia artificial que diagnostique temprano la diarrea alertaría al paciente y al sistema de salud local. Esto permitiría ganar tiempo para aislar los casos y detener un brote.

Si bien una persona puede darse cuenta de que tiene diarrea, el dispositivo se adelantaría a la percepción del paciente. El análisis de los patrones del espectrograma aceleraría las acciones para contener una infección.

La propuesta de Gatlin es que el dispositivo se instale en áreas geográficas con brotes frecuentes de cólera. También podría ser útil en zonas que fueron afectadas por un desastre natural. En esas condiciones son más frecuentes las infecciones intestinales y las epidemias.

Otras aplicaciones posibles para la IA que detecta infecciones intestinales

Aunque el desarrollo del dispositivo y del algoritmo se pensó para el cólera, hay otras aplicaciones en vista. El análisis de los patrones de defecación podría contribuir al cuidado de la salud.

En los hospitales, la instalación de esta tecnología en los baños brindaría información valiosa. El registro de las deposiciones es una tarea diaria de los servicios de enfermería. Automatizarla simplificaría el proceso.

Los cambios en los hábitos al defecar, por otro lado, son indicativos de varios problemas digestivos. El dispositivo podría estar en los hogares para contribuir al diagnóstico precoz de diversas enfermedades intestinales.

Entre ellas, sabemos que las siguientes presentan modificaciones frecuentes de los movimientos del intestino:

Conectar el registro a los teléfonos inteligentes tampoco sería problemático con la tecnología actual. Así, más allá de las infecciones intestinales, las personas contarían con un detalle de sus hábitos que se podría compartir con el médico. Es evidente que la IA en salud cada vez encuentra más aplicaciones. Algo que podría considerarse banal, como grabar los sonidos al defecar, tiene la posibilidad de prevenir una epidemia.

Imagen de Brand Factory.

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