Proyecto de estetoscopio con inteligencia artificial recibe nuevo apoyo de Google

Un estetoscopio que conectado a una aplicación de celular puede determinar si una persona tiene un ritmo cardíaco normal o padece de alguna arritmia. Este es el proyecto que por segundo año consecutivo recibe una ayuda financiera por parte de Google. El gigante tecnológico, a través de los premios Lara, abre convocatorias en toda América Latina en búsqueda de propuestas innovadores para impulsar en la región. El prototipo fue diseñado por Pedro Narváez, estudiante del doctorado de Ingeniería Eléctrica, y el profesor Winston Percybrooks, del mismo departamento.

La dupla de investigadores viajó a las oficinas de Google en Belo Horizonte, Brasil, ya que estuvo en el grupo de 26 escogidos entre los 300 trabajos que se postularon, un logro que repitieron luego de que en 2017 les fuera otorgado este galardón por primera vez. Desde entonces, gracias al apoyo de personal médico, han podido avanzar a tal punto que el prototipo es capaz de distinguir, a través de inteligencia artificial, entre ritmos cardíacos normales y anormales.

“Es un dispositivo para personal médico que hace el examen convencional. El sonido se graba al celular y se transmite a un servidor que tenemos. En ese servidor tenemos algoritmos que, a partir de la grabación, le dan un diagnóstico preliminar al médico, un sonido de acuerdo a lo que el software ha aprendido, de si es normal o anormal”, puntualizó a grandes rasgos el profesor Percybrooks. El equipo ya se encuentra trabajando en la siguiente etapa que consiste en que el dispositivo sea capaz de distinguir el tipo de anormalidad que padece el paciente.

Un estetoscopio convencional permite al médico escuchar el sonido del corazón, que en condiciones normales se escucharía así: sístole, silencio, diástole, silencio. Cualquier sonido que haya entre estos dos silencios se considera una arritmia. Ya que el software aprende basado en ejemplos pasados, se necesita una gran cantidad de muestras, lo que ha sido una dificultad para Narváez y Percybrooks. Los ejemplos para ritmos cardíacos sanos fueron fáciles de conseguir, no obstante, para identificar enfermedades particulares, también se necesita una gran cantidad de grabaciones de sonidos ‘anormales’, lo cual no es común. Allí, el equipo de ingenieros se ha valido de una técnica conocida como GANs.

“Estamos tratando de tomar las pocas muestras anormales que tenemos, y de generar muestras artificiales que se parezcan mucho a las naturales. Esta técnica de inteligencia artificial genera sonidos o imágenes, sintéticas a partir de otras reales”, explicó el docente sobre esta herramienta que utiliza el mismo Google en su aplicación de asistente. Gracias a personal del Hospital Universidad del Norte, lograron llegar a una muestra de sonidos naturales y partir de estos generar nuevos, sus “propios pacientes”.

La forma de generar estos sonidos anormales consiste en dos redes neuronales de inteligencia artificial. Una de ellas identifica y clasifica aquellos sonidos que son reales y provienen de pacientes de aquellos que son falsos. La otra red se especializa en generar uno tras otro sonido falso hasta que parezcan reales y engañen a la primera. Las muestras que engañan a la inteligencia artificial son revisadas por un equipo médico que verifica que las representaciones sonoras del ritmo cardíaco sean consistentes con una enfermedad.

Según Percybrooks, el objetivo del estetoscopio es que sea una herramienta para personal médico, en lugar de un dispositivo que se encuentre en todos los hogares. Los lugares de impacto serían áreas rurales apartadas en las que no haya acceso a especialistas o a equipos.

Así también, tienen pensado expandir la utilidad de la aplicación a otros órganos como pulmones y estómago, que también son examinados con estetoscopios, utilizando la misma metodología y ayudados por la inteligencia de la máquina.

Por Leonardo Carvajalino