Un algoritmo de IA creado en Sevilla detecta cánceres de piel y personaliza tratamientos exitosos de psoriasis y melanomas

Los modelos de IA incluyen aprendizaje automático, redes neuronales y procesamiento del lenguaje natural, entre otras tecnologías, y se están introduciendo rápidamente en la dermatología por la naturaleza visual de las enfermedades de la piel. «Al poder ser fotografiadas, una IA puede analizar estas fotografías y emitir un diagnóstico», añade este experto.

La dificultad para acceder al dermatólogo en el momento adecuado debido a la elevada demanda asistencial y la falta de profesionales han convertido también a esta especialidad en uno de los campos con mayor expansión de la telemedicina, lo que favorece también el desarrollo y aplicación de la IA con fines diagnósticos en entornos con acceso limitado al dermatólogo.

El uso más importante de la IA en dermatología, radiología, oftalmología y anatomía patológica es el análisis automatizado de imágenes de enfermedad con fines diagnósticos. El desarrollo de algoritmos y modelos de IA mediante tecnología de aprendizaje automático, deep learning y redes neuronales está permitiendo que una máquina analice una fotografía de una lesión o erupción de la piel y emita un posible diagnóstico.

«Estos modelos han demostrado, en el entorno experimental, que el rendimiento y exactitud diagnóstica del algoritmo son mejores que los obtenidos por profesionales no dermatólogos. Esto lleva a que en entornos en los que no es posible acceder a un dermatólogo, estos algoritmos pueden ayudar al médico no dermatólogo a orientar el diagnóstico del paciente y de esta forma tomar una decisión o iniciar un tratamiento«, explica el doctor Moreno.

Existen ya soluciones comerciales que ya se están implantando lentamente en Atención Primaria. «Algunos de estos algoritmos de IA para el diagnóstico de enfermedades o cáncer de piel han demostrado un rendimiento y acierto diagnóstico incluso similar, o no inferior, a los propios dermatólogos«. Un estudio publicado en la revista Nature en 2017 ya demostró que un algoritmo de redes neuronales convolucionales entrenado con más de 120.000 imágenes de cáncer de piel y lesiones no cancerosas, demostró que una IA es capaz de clasificar el cáncer de piel con un nivel de competencia comparable al de los dermatólogos. Estos algoritmos también se han aplicado al diagnóstico de enfermedades inflamatorias como la psoriasis o la dermatitis atópica. El análisis automatizado de imágenes también está siendo aplicado para evaluar la gravedad de las enfermedades de la piel y para el seguimiento de pacientes.

«Existen aplicaciones para smartphone diseñadas para analizar fotografías de nuestras lesiones de la piel y orientarnos en cuanto al diagnóstico. Un estudio que analiza estas aplicaciones móviles para autodiagnóstico concluye que también se requiere más investigación y validación clínica para asegurar su eficacia y seguridad. Muchas aplicaciones mostraron un potencial significativo para mejorar el acceso a la atención dermatológica y facilitar la autogestión de determinados problemas de piel. Sin embargo, la precisión y la validez de los diagnósticos son altamente variables y algunas aplicaciones no han sido validadas clínicamente«, asegura Julián Conejo Mir, jefe de Dermatología del Virgen del Rocío de Sevilla.

Para el doctor Javier Moreno, «la IA está demostrando también que puede mejorar las capacidades diagnósticas del propio dermatólogo. Existen estudios en los que los mejores resultados no los obtiene la IA o el dermatólogo, sino el dermatólogo que se ayuda de una IA», dice el jefe de Dermatología de l Virgen Macarena. «Estamos empleando algoritmos ya disponibles de IA en nuestro trabajo en teledermatología. No lo aplicamos para el cribado a gran escala, porque aquí el dermatólogo sigue siendo más eficiente, aunque aporta utilidad en la resolución de casos más difíciles, en los que la IA nos ayuda a abrir posibilidades diagnósticas menos frecuentes«.

Una de las afecciones en que la IA se muestra especialmente efectiva es en los tratamientos biológicos de la psoriasis grave. «Un algoritmo de «machine learning» construyó un modelo predictivo que logró predecir los resultados de la terapia biológica y acertó en el 85% de los pacientes en los que predijo que responderían y en el 80% de los pacientes en los que predijo que tendrían una pobre respuesta«, explica el experto.

Otro estudio similar con la misma tecnología demostró una exactitud del 85% prediciendo no solo si los pacientes responderían a la terapia biológica, sino también la duración y la calidad de esa respuesta a largo plazo, lo cual permite personalizar los tratamientos y mejorar las decisiones terapéuticas, con la consiguiente reducción de costes económicos para el sistema sanitario.

El análisis y secuenciación del ADN permite identificar anomalías en el código genético que explican enfermedades (genómica), o bien patrones que permiten predecir si un paciente va a responder o no a un determinado medicamento. Pero la secuenciación del ADN es una tarea que implica trabajar con grandes volúmenes de datos y las tecnologías de IA lo están facilitando. Así, se podrán identificar biomarcadores genéticos asociados con un mayor riesgo de enfermedades dermatológicas (psoriasis) o tumores de piel (j. melanoma), lo que permite un diagnóstico más preciso y la aplicación de medidas preventivas. «La personalización y monitorización de los tratamientos basándose en las características genómicas de la enfermedad, aumentando así la eficacia de las terapias. Y al combinar análisis genómicos con modelos de IA, se pueden identificar nuevas dianas terapéuticas y desarrollar nuevos medicamentos dirigidos específicamente a las alteraciones genéticas identificadas«, explica el doctor Moreno.

El doctor Conejo Mir recuerda que «fuimos de los primeros equipos de Dermatología que vimos la fuerza enorme de ayuda que podía tener para nuestra especialidad la IA y llevamos desde 2019 trabajando con IA. Hemos ido creciendo hasta tener en este momento un grupo de investigación en IA con 12 profesionales (dermatólogos e ingenieros informáticos expertos en IA)«. La línea fundamental de este equipo fue crear un algoritmo de diagnóstico automático para lesiones tumorales »y hoy podemos decir que hemos llegado a perfeccionar los hasta conseguir un 89% de aciertos en cáncer de piel.

Añade este experto que «nuestra idea siempre ha sido mejorar el diagnóstico y tratamiento del cáncer de piel, y además a la tele dermatología. Pero al ponerla en marcha en la practica la hemos perfeccionado y en este momento la IA nos hace muchas más cosas. Todo esto: nos hace el triaje (distingue de momento entre benigno o maligno), lo benigno lo pasa a un archivo y lo maligno lo pasa a otro donde se le da prioridad inmediata. Además, en más del 90% de los casos se le asigna automáticamente un día de consulta de preferente o bien directamente le da cita para quirófano (en casos de melanomas). Todo eso en milésimas de segundo«.

En el Virgen del Rocío se han hecho muchos biomarcadores, sobre todo de tumores. «Hace 25 años pensábamos que cuando al nacer pudiéramos hacer un análisis del genoma de la persona y viéramos sus mutaciones, ya se sabría al 100% qué enfermedades tendría y en qué momento de su vida. Pero después se ha visto que nada más lejos de la realidad. Venimos al mundo con una genética que modelamos con el paso de los años. Eso se llama epigenética y ahí esta la alimentación, normas de vida, tóxicos, tabaco, alcohol, polución, deporte, exposición al sol, etcéera. De manera que hoy sabemos que la genética es 25% y 75% la epigénetica. Por tanto, son importantes los biomarcadores, y es de gran ayuda conocerlos, pero aún más la potenciar la epigenética«, dice.

La implantación de la inteligencia artificial (IA) en la práctica rutinaria en dermatología enfrenta, no obstante, a diversas barreras y limitaciones, entre ellas, la calidad y cantidad de los datos. «La efectividad de los modelos de IA depende de grandes volúmenes de datos de alta calidad y diversidad. La falta de datos representativos y de calidad dificultan el desarrollo de algoritmos válidos«, dice el doctor Moreno.

Tampoco resulta fácil su integración en la actividad de los servicios sanitarios. «La IA es una innovación transversal y para una integración adecuada requiere contar con la tecnología y rediseñar los procesos para integrarla en los flujos de trabajo clínicos. Este rediseño se asocia a un alto coste y requiere de una importante cultura de cambio. Como ante cualquier innovación transversal, la resistencia al cambio representa una barrera a tener en cuenta. Y hablando de cultura de cambio, hemos de ser autocríticos. Además, es posible que los profesionales necesiten formación. Y todo ello, software, hardware, rediseño y formación representa una elevada inversión inicial«.

Conejo Mir explica, no obstante, algunas de sus enormes ventajas y de las innovaciones que ha permitido implementar. «Diagnosticar antes de la operación mediante IA la profundidad del melanoma; aplicarla en la microscopia confocal para diagnóstico de cancer inmediato, trabajando en este sentido en equipo con el Memorial Hospital de New York (USA): y, en los últimos años estamos usándola para análisis de metadatos, optimización de trabajos de gestión de pacientes, citas de quirófano y optimización del gasto farmacéutico«.

Y añade: «Somos conscientes de que la piel será básica en el desarrollo de la salud con IA, ya que a través de ella se obtendrán muchos datos de forma inmediata: análisis de sangre, bioquímicas, electrocardiograma, hormonas, marcadores tumorales, etcétera, y, además, su envío inmediato con alarmas de control a su medico para tratamientos.

La IA será compañera inseparable de los profesinales sanitarios en su práctica clínica. «Quien en los próximos años no trabaje con IA en medicina no hará bien su trabajo. Sera inexcusable su ayuda para acortar el tiempo de desarrollo de toda nuestra actividad y evitar tareas rutinarias que nos hacen perder tiempo, así como para el análisis de datos. Por ejemplo, el tiempo que un médico pasa con el paciente mirando al ordenador en lugar del paciente. En medicina seguro que estará presenta en cualquier actividad. Nos ayudarán mucho, pero no nos sustituirán«, dice el doctor Conejo Mir, que destaca que Dermatología del Virgen del Rocío lleva 4 años con IA y cáncer de piel y ha publicado seis trabajos de investigación en revistas de máximo impacto internacional. «Hemos obtenido una beca nacional de investigación, 3 premios nacionales y múltiples participaciones de congresos nacionales e internacionales», asegura.