Un dispositivo portátil diagnostica enfermedades oculares en tiempo real con inteligencia artificial

Es una tecnología desarrollada por una startup brasileña con el apoyo de la FAPESP, y se la utilizó en un proyecto implementado en la zona rural del nordeste del país. Esta iniciativa apareció destacada en un estudio realizado por la OMS referente a acciones de atención primaria de la salud en países en desarrollo basadas en el uso IA y telemedicina

Por Elton Alisson  |  FAPESP Investigación para la Innovación – Entre finales del año 2021 y comienzos de 2022, más de mil habitantes del interior del estado de Sergipe, en la región nordeste de Brasil, pudieron hacerse por primera vez un estudio de retina referente a enfermedades oculares sin necesidad de salir de sus lugares de residencia.

Con un retinógrafo portátil acoplado a un smartphone, desarrollado por la startup Phelcom con el apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de la FAPESP, agentes sanitarios locales capacitados en el uso de este dispositivo registraron fotos de la retina de los habitantes de cuatro comunidades rurales del referido estado brasileño con el fin de detectar enfermedades del fondo del ojo como la retinopatía diabética, una de las principales causas de ceguera evitable en la población adulta.

Las imágenes se analizaron en forma automática mediante un sistema de inteligencia artificial empotrado en la cámara del retinógrafo portátil, que opera dentro del aparato sin necesidad de estar conectado a internet (offline). El referido sistema les apuntó instantáneamente a los agentes sanitarios qué pacientes padecían lesiones en la retina que constituían un riesgo para la vista.

Los casos cuya interpretación automática suscitó dudas en los agentes sanitarios fueron analizados a distancia por médicos oftalmólogos mediante el acceso a los datos y a las imágenes que el dispositivo captó, todo ello almacenado en forma inmediata en una nube. En tanto, los casos de mayor gravedad, detectados automáticamente, se derivaron para la concreción de consultas presenciales con un oftalmólogo, con el objetivo de confirmar el diagnóstico y comenzar el tratamiento.

El informe sobre el proyecto piloto de implementación de esta tecnología aparece en un artículo publicado en el Bulletin of the World Health Organization y fue destacado en un estudio realizado por esa institución global de referente a iniciativas de atención primaria de la salud en países en desarrollo basadas en el uso de inteligencia artificial y telemedicina.

“Esta tecnología de bajo costo puede ayudar a democratizar y hacer más eficiente este tipo de acción de salud al sacar de la lista de espera de la atención oftalmológica a los pacientes sin alteraciones significativas relacionadas con la diabetes en la retina y derivar a la consulta con un especialista únicamente a los que constituyen los casos más graves”, dice Fernando Korn Malerbi, uno de los coordinadores del proyecto en el estado de Sergipe, quien es docente de la Escuela de Medicina de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), también en Brasil. 

“Este dispositivo permite que la selección de pacientes con retinopatía diabética pueda realizarse en áreas con carencia de especialistas, y que esté a cargo de un operador capacitado previamente, con el apoyo a distancia de oftalmólogos. Esto hace posible acelerar la atención y bajar los costos”, sostiene.

El perfeccionamiento de la tecnología

En el año 2014, tres amigos que se conocieron durante su carrera de grado en la Universidad de São Paulo (USP) empezaron a desarrollar esta tecnología, a la que le dieron el nombre de Eyer: el ingeniero de computación José Augusto Stuchi, el físico Diego Lencione y el ingeniero electrónico Flavio Paschoal Vieira.

De entrada, ellos decidieron unir sus habilidades para ayudar al hermano de Lencione, quien padece un problema congénito de retina, y fundaron Phelcom, un acrónimo en inglés de las especialidades de cada uno de ellos: “ph” de physics (Lencione); “el” de electronics (Vieira) y “com” de computing (Stuchi).

“Nuestra idea original consistió en desarrollar un retinógrafo portátil que hiciera posible la realización de análisis de la retina en forma móvil, para poder concretarlos en lugares alejados y en áreas carenciadas, y que estuviese dotado de un sistema de telemedicina con acceso remoto a las imágenes”, explica Stuchi.

El dispositivo con el sistema de telemedicina, denominado Eyer Cloud, fue lanzado en el año 2019 (lea más en agencia.fapesp.br/30795/). Esta tecnología se validó en el marco de un proyecto piloto realizado con indios xavantes (lea más en: agencia.fapesp.br/34582/). 

Durante la pandemia de COVID-19, los investigadores tuvieron la idea perfeccionar este dispositivo, a los efectos de que el propio aparato apuntase si el paciente padece alguna alteración en la retina mediante la aplicación de inteligencia artificial. Para arribar a este objetivo, fueron entrenados modelos de deep learning en grandes bases de imágenes de retina con el fin de que el sistema distinguiera y efectuara el triaje de la retinopatía diabética, por ejemplo.

“La gran diferencia de nuestra tecnología con relación a otras soluciones basadas en inteligencia artificial existentes para la retina consiste en que permite detectar alteraciones en tiempo real, aun sin internet. Todo el procesamiento se concreta en el propio dispositivo. Esto es especialmente importante en zona remotas de Brasil, en donde la señal es mala u oscila mucho”, dice Stuchi.

El sistema de inteligencia artificial señala si el paciente padece alteraciones en la retina mediante mapas de atención en el área que constituye el objetivo. “Si el paciente presenta una excavación de nervio óptico significativa, que puede estar relacionada con un glaucoma, por ejemplo, el sistema realza la zona marcándola con color rojo, y el médico oftalmólogo recibe una notificación”, explica Stuchi.

De acuerdo con el ejecutivo, este sistema ayuda a detectar más de 50 enfermedades oculares. En el caso de la retinopatía diabética, su sensibilidad diagnóstica es superior al 95 %.

Con sede en la localidad de São Carlos, en el interior del estado de São Paulo, y con una oficina en Boston, Estados Unidos, la empresa ya ha comercializado más de 2.000 unidades del dispositivo, que cuenta con certificación en Colombia, Chile, Estados Unidos y Japón, y se encuentra en proceso de validación en México.

Puede leerse el artículo intitulado Feasibility of screening for diabetic retinopathy using artificial intelligence, Brazil (DOI: 10.2471/BLT.22.288580), de Fernando Korn Malerbi y Gustavo Barreto Melo, en el Bulletin of the World Health Organization, en el siguiente enlace: www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9511671/#.