Artículo 10 Ciencias y Sistemas en las Ciencias Médicas

Mynor Israel Miranda López

Estudiante de Ingeniería en Ciencias y Sistemas - USAC
Palabras Clave: Medicina, Inteligencia Artificial, Ciencias Computacionales, Ramas de la Medicina, Desarrollo en Guatemala.

Si existe un campo de estudio que pueda jactarse de ser multidisciplinario y aplicable a muchas actividades, estas son las ciencias de la computación. Se habla que el ser humano como especie ha tenido un avance exponencial en evolución tecnológica en 500 años, principalmente los últimos 100 años el avance se ha multiplicado vertiginosamente debido a la aparición de las computadoras y componentes tecnológicos que han facilitado muchas tareas cotidianas y no tan cotidianas del hombre.

Dentro de este avance, el papel que han tenido los Informáticos ha sido crucial. La mayoría de las herramientas desarrolladas, poseen dos elementos importantes, el hardware y el software, pero, es el software el que le da alma a los componentes y en muchos de los casos, es la parte que hace a una herramienta precisa y de gran utilidad. Los ingenieros en sistemas ya no sólo hacen los programas, sino que identifican los alcances y permiten que los programas realizados evolucionen y sean mejorados o adaptados a las necesidades.

Si mencionamos a la industria del video juego, se ha beneficiado con los algoritmos de compresión, con los avances en los microprocesadores y gráficos. La astrofísica ha utilizado programas robustos de análisis de datos para descubrir planetas o comportamientos del viento solar sobre la magnetósfera terrestre; no debemos olvidar a las ciencias económicas, que han podido identificar comportamientos y predecir situaciones por medio de programas que analizan grandes cantidades de información y así permiten conocer tendencias.

Pero un campo que se ha beneficiado con los conocimientos adquiridos por ingenieros y le ha permitido evolucionar a partir de estos, ha sido la medicina. En las distintas ramas que existen en las Ciencias Médicas se ha experimentado una evolución del conocimiento a partir de estudios realizados con el apoyo de la tecnología que ha dado la oportunidad de mejorar aspectos como los diagnósticos, la elaboración de medicamentos, mejoras en los tratamientos y principalmente alcanzar nuevas metas para la prevención y erradicación de enfermedades.

Aunque queda mucho camino que recorrer, es posible que los ingenieros en sistemas puedan tenderles una mano a los médicos, con el fin de desarrollar herramientas que puedan mejorar su actividad profesional, porque aunque un ingeniero en sistemas no haya estudiado ningún campo de las ramas de las Ciencias Médicas, con el debido asesoramiento de alguno de ellos, es posible cubrir alguna necesidad inmediata o facilitar herramientas para sus investigaciones.

Aplicaciones de la Informática en la Medicina

Pero ¿y en qué puede ayudar un ingeniero en sistemas a las Ciencias Médicas? Los programas de computación están en todas las ramas de la medicina, en los laboratorios de análisis clínicos, en los dispositivos electrónicos para hacer mediciones más precisas, software de gestión hospitalaria, manejo de turnos, manejo de historias clínicas, bases de datos para pacientes, equipo y medicamentos. Algunos de los campos más grandes son:

PACS

Se refieren a sistemas de archivo digital de imágenes médicas PACS (por sus siglas en ingles Picture Archiving and Communication System). Es un sistema que archiva y transmite imágenes médicas que pueden ser de medicina nuclear, tomografía computada, ecografía, mamografía. Estos son equipos de software y hardware muy importantes en especial para departamentos de radiología o de tomografías; para detectar tumores.

Fuente: informaticasanidad.wordpress.com

Facilita el almacenamiento de las placas, reduciendo el costo de lugares oscuros aislados de radiaciones externas que dañen las radiografías y agrega eficiencia a la transmisión a un centro de análisis para redactar el debido informe. Muchas veces el centro de análisis queda muy distante a los puntos donde se tiene el equipo apropiado y en la salud pública estos centros de análisis atienden a distintos hospitales o centros médicos. Es por eso que se crea una infraestructura especializada, que integra conocimientos de bases de datos, redes y arquitectura orientada a servicios (SOA por sus siglas en ingles), que permiten tener toda la información disponible y al alcance. Básicamente es la misma implementación para tener sistemas transaccionales de alta concurrencia en funcionamiento.

Genética

Perteneciente a las ciencias biológicas. A lo largo del siglo pasado genetistas estudiaron la composición del ADN, la herencia y comportamiento de los genes, su influencia en la evolución de las especies y la incidencia de los genes en las enfermedades hereditarias. Los genetistas han sido beneficiados con las herramientas desarrolladas para la Inteligencia de Negocios (BI), estas herramientas como los cubos de información y con el desarrollo de códigos con árboles genéticos que se ven en cursos de Inteligencia Artificial, han permitido a los genetistas hacer experimentos con millones de generaciones de especímenes de manera virtual para visualizar el alcance de las mutaciones o las herencias entre los especímenes y en la valiosa creación de mejores algoritmos para aprovechar los procesadores de las súper computadoras. En Guatemala existe el Instituto de Investigación Genética Humana (Invegem), fundado en el año 2010, cuyas investigaciones a base del uso de modelos computarizados, han determinado que “Los defectos congénitos del nacimiento son la segunda causa de mortalidad infantil en Centroamérica”. Actualmente esta institución emplea software extranjero, que le permite realizar sus estudios y diagnósticos.

Fuente: perspectiva.com.gt

Agentes Expertos para diagnósticos

En la medicina no existe un procedimiento estandarizado y que garantice un diagnóstico acertado, lo que sí existe es la Marcha Diagnóstica, que es una serie de pasos que se deben de realizar para poder determinar lo que una persona pueda estar padeciendo. Lamentablemente no está exento a errores, se enfrentan a que el paciente no provea toda la información necesaria y puede implicar equivocaciones en el diagnóstico.

En el curso de Inteligencia Artificial, se enseña a realizar agentes expertos, que pueden ser desarrollados en lenguajes como Java o C++ que utilicen frameworks especiales como Jade en el caso de Java o también en leguajes más especializados como Prolog o como LISP, donde podemos generar agentes que pueden tomar la información de una base de datos que posee argumentos o información, alimentada por un experto, que en este caso sería el médico o alguna base de datos en internet, en la cual proporcione un diagnóstico más preciso tomando en cuenta la información que presenta el paciente o según se pueda extraer de su historia clínica. Estos agentes facilitarían también al momento de recetar algún medicamento, ya que se tomarían en cuenta las contraindicaciones, las vías de administración y la interacción entre los fármacos, para que el paciente pueda tener un tratamiento más exacto y especializado según sea su padecimiento.

Fuente: cidbimena.desastres.hn

En la web se pueden descargar o usar Agentes Expertos que están bajo la licencia Pública General GNU GPL (por sus siglas en ingles General Public License) y otros que son de paga, bajo las distintas licencias de derechos de autor o licencias médicas. Un ejemplo es Diagnos98, un sistema experto en español que puede ser descargado y utilizado por cualquier médico español o latinoamericano.

Otras Ramas Médicas

Los avances que han realizado ingenieros en sistemas también han ayudado a diversas ramas médicas como la psiquiatría y psicología clínica.

La psiquiatría se enfoca en el estudio de los trastornos mentales desde su parte fisiológica y la psicología clínica las enfermedades y trastornos mentales pero buscando una rehabilitación psicológica, es decir, desde una intervención externa; un ejemplo, es que en mayo de este año, fue presentado un algoritmo desarrollado especialmente para la pronta detección de la depresión; con el análisis de las fotos subidas por los usuarios a la red social Instagram, que posee un porcentaje de acierto del 70%, lo que ya le da una gran validez para usarse en la prevención de esta enfermedad mental y brindar una atención temprana, previo a desarrollarse a un trastorno mayor y que afecte el bienestar del individuo.

Fuente: Composición personal de Mynor Israel Miranda López

Las tecnologías de la información, también, han sido útiles para la docencia médica. Aunque hay que dejar claro que esto es en las universidades de países desarrollados, se destaca el uso de la realidad virtual para la práctica quirúrgica y la presentación de diversos casos reales donde se necesitó la intervención de especialistas médicos y que los estudiantes pueden apreciar operaciones reales.

Fuente: serdigital.cl

Estas clases de realidad virtual permiten a los estudiantes ponerse en el lugar de los médicos y ver en primera persona todos los procedimientos a los que se enfrentaría en una sala de operaciones. Con esto, el estudiante se lleva una experiencia directa que no hubiese podido obtener porque la operación es por naturaleza complicada o existen problemas como no tener el consentimiento del paciente o la asistencia de estudiantes para que puedan observar el proceso, en espacio y tiempo reducidos. La realidad virtual captada por diversas cámaras y utilizando las distintas técnicas de composición para obtener una visión panorámica de la operación, permite al estudiante obtener ese conocimiento y tener a su disposición las veces que desee, esa experiencia virtual.

Inteligencia artificial

La inteligencia artificial (IA), es una de las más grandes apuestas en los últimos años y en especial en los últimos meses. Se ha visto como la tecnología hace uso de IAs para mejorar la experiencia de los usuarios; pero las IAs aparte de ayudar a la industria del entretenimiento o para la mercadotecnia, está siendo utilizada cada vez más en las ramas de la medicina. Como se expuso anteriormente en la genética y en los diagnósticos, también, son utilizadas para desarrollar planificaciones preventivas, para mantener una buena salud, incluso se apoyan en las nuevas tecnologías weareables (tecnología vestible), como lo son los smartphone, relojes y pulseras inteligentes, zapatos y tenis, y elementos deportivos que involucran dispositivos electrónicos, que alimentan una base de conocimientos que ayudan a estos programas a planificar rutinas apropiadas para mantener una buena salud.

En Guatemala

Guatemala a pesar de que no es un país líder en implementación de software especializado en medicina, sí posee mucho campo de estudio y de investigación. Es de reconocer que la labor de estudiantes o ingenieros en Ciencias y Sistemas se vería obstaculizada para adaptar de manera óptima un programa que pueda satisfacer las necesidades del sistema de salud del país, ya sea por falta de infraestructura, por la burocracia o por la priorización de las necesidades del sistema de salud. Pero no por ello se puede decir que no exista oportunidad para crear nuevas tecnologías que beneficien a las Ciencias Médicas en esta región.

En la Escuela de Ingeniería Ciencias y Sistemas de la Universidad de San Carlos de Guatemala existen trabajos de graduación que enfocaron la implementación de algunas TICs a la medicina, entre estos trabajos que se pueden mencionar la tesis del Ingeniero Joaquín Guerrero que propuso un plan para la implementación de la Telemedicina en Guatemala, la Telemedicina se enfoca en la asistencia médica a distancia por medio de enlaces virtuales principalmente para regiones de difícil acceso. O la interesante tesis del Ingeniero Carlos Muñoz que propuso una arquitectura para la implementación de cirugías robóticas a distancia, propuesta que facilitaría la implementación en Guatemala de una práctica avanzada utilizada en países donde la demanda de cirujanos es muy alta y no se logra satisfacer dicha demanda; además, existe la problemática con centros de salud para cirugías están únicamente en las ciudades más grandes, lo que complica el transporte de los pacientes desde puntos muy lejanos y afrontando altos costos de hospitalización por la espera.

Fuente: twitter.com/ecysfi

Estos dos ejemplos son claros y muestran que estudiantes de la Facultad de Ingeniería se han unido a los esfuerzos por desarrollar nuevas tecnologías que favorezcan a las Ciencias Médicas en Guatemala. Por lo que, los estudiantes de Ciencias y Sistemas tienen la oportunidad de poder enfocar esfuerzos para ayudar a una rama de las ciencias a la cual no se dedicarán, pero, poseen los conocimientos y habilidades para poder ayudar a una de las necesidades desatendidas en Guatemala, la salud pública.

Conclusiones

  • Las Ciencias de la Computación e Información no se limitan a un campo de desarrollo de programas para celulares o computadoras de uso personal, sino su versatilidad le permite adaptarse a cualquier disciplina y auxiliarla.
  • Todas las ramas médicas existentes se han beneficiado con el avance tecnológico sin precedentes de los últimos 100 años.
  • La implementación de herramientas para el uso médico no se reduce a países del primer mundo, sino también son aplicables a países en vías de desarrollo como Guatemala, que puede verse muy favorecida con la investigación que se puede realizar a nivel regional.

Referencias

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