A I.A. NA NEUROLOXÍA

Carmen Caldelas Magán

Como a maioría de nós sabemos, I.A. son as siglas do composto “intelixencia artificial” (artificial intelligente).

Unha intelixencia artificial forma parte do campo científico da informática que se centra na creación de mecanismos e máquinas que poden realizar tarefas e amosar comportamentos considerados intelixentes. Enfocado dende outra perspectiva, moitos profesionais afirman que unha I.A. pódese considerar como “unha máquina que pensa coma un humano”.

Mais este concepto non é de todo correcto. Ata a data, aínda non se crearon máquinas capaces de desenvolver accións comparables ás que realiza a mente humana.

A teoría do procesamento da información de Mahoney considera ao ser humano coma un procesador de información a partir de estímulos externos e internos que se van recollendo na memoria, e é capaz de elaborar respostas transmitidas tamén mediante estímulos que compartan certa similitude. Segundo esta, os elementos estruturais do procesamento da información son: por unha banda atopamos o rexistro sensitivo (información interna e externa), tamén a memoria a corto prazo (almacenamento inmediato da información seleccionada) e por último, a memoria a longo prazo (que organiza e dispón a información durante máis tempo). Ademais, as categorías do procesamento son catro: atención (recibe, selecciona e asimila os diferentes estímulos), codificación (simboliza os estímulos segundo estruturas mentais propias), almacenamento (organiza e mantén na memoria os símbolos codificados) e recuperación (uso posterior da información organizada e codificada ante estímulos similares aos que lle ocasionarán).

Relacionado ao ano no que xurde este gran e importante fenómeno, non foi ata 1956 que o termo “intelixencia artificial” veu a luz a mans dun congreso composto por John McCarthy, Marvin Minsky e Claude Shannon, na Conferencia de Dartmouth.

·Intelixencias artificias na Medicina:

O campo da Medicina é un dos máis afectados de forma positiva por estes artefactos, pois require de múltiples e variados procesos que poden facilitarse co uso de I.A.A.S. (infraestrutura como servicio, unha forma de cloud computing que ofrece aos usuarios finais unha infraestrutura de TI a través de Internet). Actualmente, estos aparellos xa están bastante presentes neste campo, pero non en todos os ámbitos.

O seu uso mellorará significativamente a atención dos pacientes e, en xeral, a I.A. ten o potencial para mellorar os resultados entre un 30% e un 40%, á vez que reduce o coste dos tratamentos nun 50%.

Non obstante, como subraia o enxeñeiro Juan José Cerrolaza, investigador do laboratorio BioMedIA, do Imperial College de Londres: "A intelixencia artificial non vai substituír aos médicos, é un aliado".

Algúns exemplares importantes destes aparellos son: 

-SkinVision: en galego, visión da pel. Esta app permite detectar os cancros de pel unicamente ca cámara do noso teléfono móbil. A súa precisión é superior ao 70% no diagnóstico do melanoma, un dos cancros cutáneos que máis mortes ocasiona.

-Biofourmis: Biofourmis é unha startup fundada en Singapur, a cal aproveita o poder da I.A. para mostrarnos patróns personalizados para detectar o deterioro da saúde do paciente en cuestión. Esta app de android será accesible para todas as persoas e xa se está deselvolvendo o seu uso nunha minoría de países: Singapur, China, Xapón...

E coma estes, moitos máis capaces de facilitar o traballo de miles de expertos, como pode ser o sistema quirúrxico Senhance, o sistema robótico Flex ou o proxecto español Broca… entre outros.

·Intelixencias artificiais na neuroloxía:

As enfermidades neurolóxicas son unha causa cada vez máis frecuente de mortalidade e discapacidade, e o seu coidado implica un gasto excesivo para os pacientes e as súas familias, así como para o sistema de saúde en xeral.

Na iniciativa máis grande para impedir a carga de enfermidades a nivel mundial, a Global Burden of Disease Study 2010 estimou que sobre o 30% do total das enfermidades estaba relacionado ca neuroloxía, a psiquiatría e o consumo de substancias. Do mesmo xeito, estímase que custan sobre 800.000 millóns de euros ao ano, só para Europa. Polo tanto, as enfermidades que afectan ao sistema nervioso constitúen unha urxencia e un gran desafío para os traballadores e investigadores desta especialidade.

É aquí onde conectamos os conceptos vertidos inicialmente coa neuroloxía. A postulación de sistemas de I.A. que poidan interactuar cos pacientes nas súas casas ou no centro de saúde máis próximo, cunha formación equivalente ao do médico especialista en neuroloxía, permitiría reducir a falta de igualdade no acceso á saúde e optimizar o coidado dos pacientes con enfermidades neurolóxicas, resolvendo ademais a falta de recursos monetarios e humanos polo seu menor costo e mantemento.

Existen numerosos exemplos de ferramentas da I.A. que se empregaron exitosamente na Medicina e na neuroloxía, concretamente. Estas poden dividirse en tres subtipos de aplicacións: 

1.- I.A. pronóstica: Neste caso estariamos a falar dunha intelixencia artificial encargada de tratar ao paciente despois de recibir o diagnóstico correspondente. Este primeiro tipo constitúe a unha ferramenta que, unha vez engadida á nosa normalidade, a vida laboral será case inimaxinable sen ela.

2.- I.A. de análise: Esta sería bastante máis complexa que a mencionada anteriormente, xa que estaría encargada de coller e analizar todos os datos obtidos nos ámbitos da radioloxía e da anatomía patolóxica. Este segundo, que se basea na interpretación de determinadas imaxes, é o que ten máis vista a ser empregado nos próximos anos.

3.- I.A. de asistencia: Este exemplo sería empregado como ferramenta de asistencia no proceso de diagnóstico, sen a necesidade de que ningunha persoa interveña.

Para as aplicacións de tipo pronóstico, a incorporación de datos provintes de múltiples fontes permitirá reemplazar as escalas actuais por outras moito máis complexas e precisas. Este último subtipo é aínda moi recente e posiblemente será o que demore máis en ser introducido.

Pero súrxennos dúas cuestións ao respecto: Será posible que unha I.A. deselvolva traballos de “conversa” cos pacientes? E, pode chegar a ser viable?

A resposta a ambas cuestións é si. De feito, relacionado a este tema, os últimos traballos a nivel mundial crearon unha nova I.A.: SHOPIA.

Esta intelixencia artificial é capaz de diagnosticar cefaleas cunha precisión perfectamente equivalente á dun neurólogo (ou incluso superar a este), e que poida ser implementada sen barreiras xeográficas, unha característica fundamental para os seus inicios.

Probáronse as capacidades da máquina subministrándolle datos en dous grupos que permitiríanlle ao sistema deselvolver un algoritmo predictor empregando técnicas “latent semantic analysis” e “support vector machine”. O resultado foi o esperado: SOPHIA obtivo un rendemento equivalente ao dos profesionais da saúde, podendo diferenciar cefaleas primarias de secundarias cunha sensibilidade do 90,2% e unha especificidade do 93%, mentres que os neurólogos en promedio obtiveron unha sensibilidade do 82% e unha especificidade do 85%. Polo tanto, un sistema de I.A. pode diagnosticar estas dores de maneira similar á dun neurólogo.

O motivo principal para que o comezo do traballo de SOPHIA sexa relacionado a este tipo de malestar é que constitúe á principal causa das visitas neurolóxicas.

O sistema debe ir mellorando e evolucionando co paso do tempo e os avances dos estudos, pero o que é claro e verdadeiramente certo é que a convivencia ca I.A. atópase moi próxima, e cambiará as novas vidas cotiás antes de que nos poidamos decatar.

O ROBOT DA VINCI

Blanca García Mosquera

A cirurxía robótica é un novo método cirúrxico das últimas décadas que goza dunha morea de ventaxas. Porén, todo neste mundo ten os seus beneficios e as súas limitacións. Tras explicar brevemente a historia e o funcionamento do robot Da Vinci, falaremos sobre as súas vantaxes e dos seus inconvenientes.

HISTORIA

O primeiro uso do que temos constancia do emprego dun robot con fin cirúrxico é do brazo robótico PUMA 560 en 1985 nunha intervención non-laparoscópica. Tras este acontecemento exitoso, outros robots se empregaron co mesmo fin, facilitar a cirurxía. Mais foi o robot da Vinci o que abreu un novo camiño neste mundo da cirurxía robótica.

O sistema de cirurxía robótica Da Vinci foi o primerio en ser aprobado pola FDA (Administración de Alimentos e Medicamentos) para a ciruxía laparoscópica en xeral no ano 2000. Foi aprobado para os seguintes procedementos:

-Cirurxía urolóxica

-Cirurxías xerais laparoscópicas 

-Cirurxías xerais toracoscópicas non-cardiovasculares

-Procedementos toracoscopicamente asistidos de cardiotomía.

Tras isto, o robot Da Vinci e a cirurxía robótica continuaron o seu camiño mellorando co paso do tempo.

A primeira operación en Galicia realizada con este robot foi en Vigo o 13 de marzo de 2019 a unha paciente que se someteu a unha histerectomía e linfadenectomía e resultou exitosa.

FUNCIONAMENTO

O cirurxián traballa sentado frente un monitor que lle ofrece unha visión de alta calidade da zona operada. Isto débese a que un dos brazos do robot ten incorporada unha cámara, polo tanto, o cirurxián poderá facer desprazar a imaxe cara onde queira ou ampliar, ata pode chegar a ver a anatomía microscópica se fose preciso. Dende alí tamén manipula os brazos do robot, equipados cada un cun instrumento cirúrxico diferente. 

Ao paciente, unha vez é sedado, instálanselle os 8 puntos de acceso a onde se acoplan os brazos do robot e unha vez dentro, serán esclavos do cirurxián. Os axudantes do cirurxián tamén poden axudar sinalando ou debuxando sobre a pantalla, dando a coñecer as súas impresións. 

Todo isto está conectado a un ordenador que é como o “cerebro” do robot Da VInci.

BENEFICIOS E LIMITACIÓNS

Igual que todo nesta vida, o robot Da Vinci tamén ten as súas vantaxes e os seus inconvenientes. A continuación, algúns deles:

> BENEFICIOS:

-Menos secuelas e dor postoperatoria

-Invasión mínima

-Menos complicacións

-Recuperación máis rápida

-Mellor visión do paciente

-Control do temblor

Mais… “Por moitos artiluxios que se incorporasen a un quirófano, nada sería posible sen o coñecemento e as mans expertas do cirurxián.” (Pedro Guillén)

Despois diso:

> LIMITACIÓNS:

-Tamaño do robot (moitos quirófanos non son o suficientemente amplos para traballar co robot)

-Variedade de instrumentos limitada

-Tempo de preparación do robot

-Moi caro de comprar e manter xa que os seus refugables, por exemplo, costan moitos cartos (o mantemento do robot da Vinci pode chegar a acadar un custo superior ao millón de euros anuais)

Con isto, xa coñecemos un pouco mellor este robot, que probeblemente sexa nun futuro, non tan afastado, común nos quirófanos.

A ENXEÑARÍA AERONÁUTICA/ESPACIAL

 Iván Troitiño García

A Enxeñaría Aeronáutica ou Aeroespacial é unha rama da enxeñaría que estuda o deseño e construción de avións e naves espaciais e os equipos que requiren.

O AVIÓN:DISEÑO,FABRICACIÓN E MANTENEMENTO

Que os avións nos transporten con seguridade non só é responsabilidade dos pilotos, nin dos técnicos encargados do mantemento e reparacións, nin dos controladores aéreos, senón que se debe á interrelación que existe entre as moitas áreas que interveñen na cadea de seguridade que soporta o transporte aéreo.

Os pilares fundamentais sobre os que se asenta a fabricación dun avión son os seguintes:

-A redundancia de sistemas críticos

-A robustez da estructura

-A fiabilidade do funcionamento dos sistemas

-A efectividade dos sistemas de aviso e deteción de anomalías

-O establecemento de intervalos de mantenemento programado

Debido a esta forma de traballo sistemática,os avions de hoxe en día son moi fiables.

A CABINA DOS PILOTOS:

O desenvolvemento de ordenadores, programas específicos de ordenador e monitores de vídeo permitiu substituír os instrumentos analóxicos tradicionais por pantallas multifunción e aumentar a fiabilidade dos sistemas, mellorando así a xestión da información na cabina.

Actualmente cada avión está deseñado de tal xeito que, en caso de fallo dun dos seus equipos e sistemas, outro asume o control.

A ESTRUCTURA DO AVIÓN:

Na actualidade,o concepto clave no diseño e fabricación de avións é a redución de peso.Grazas ao aluminio e á súa aliaxe con outro metal aínda máis lixeiro como o magnesio e materiais compostos como a fibra de carbono, foi posible aumentar o tamaño do avión sen comprometer o seu peso.

Con este tipo de materiais lixeiros e resistentes é posible aumentar a resistencia estrutural do avión reducindo o seu peso.

O ALUMINIO,CLAVE NA CONSTRUCIÓN DOS AVIÓNS:

Unha combinación de lixeireza, resistencia e alta condutividade eléctrica e térmica é a propiedade que fixo do aluminio e as súas aliaxes un material clave para a construción de avións, automóbiles ou motores de combustión interna.

O TREN DE ATERRIZAXE:

É un dos elementos máis críticos no deseño dun avión, xa que debe soportar impactos moi fortes durante o aterrizaje. Ademais, para frear con seguridade, deseñáronse freos de disco de carbono e sistemas de rodas antiblocaxe que posteriormente se exportaron aos vehículos que conducimos e incluso ao ferrocarril. Por outra banda, en lugar de empregar rodas moi grandes para soportar grandes pesos, optaron por patas con varios eixos e pneumáticos múltiples, que se denominan bogies, disposición que permite unha mellor distribución do peso entre todas as rodas e evitar incidentes en caso de un pinchazo ou estoupido dun dos seus pneumáticos.

OS MOTORES:

Un factor clave que teñen en conta os diseñadores a hora de elixir os motores é o peso total que terá o avión a hora do despegue.

Por outro lado,sin o desarollo e evolución que experimentou o motor a reacción,non sería posible o avance do transporte aéreo.

Outro aspecto que tamén evolucionou foi o aumento do seu diámetro, cuxa consecuencia inmediata é unha redución drástica do ruído xerado debido á redución da velocidade dos gases de escape.

O desenvolvemento e produción destes motores é unha tarefa altamente especializada por parte das empresas fabricantes. A competencia é dura e todos buscan deseñar o motor máis eficiente que proporcione o maior impulso co menor consumo de combustible, xa que isto ten un impacto decisivo nos custos operativos das compañías aéreas.