Dr. Carlos Alberto González
La vida de Rosa se había vuelto un calvario; ningún par de espejuelos le servía. “Pero eso no era lo peor. No podía hacer nada en la casa, si estaba comiendo e iba a servirme un vaso de agua lo derramaba en la mesa. Además, no salía sola por miedo a tener un accidente. Siempre estaba pegada a mi hijo. No es que estuviera ciega; yo veía bultos, sombras, pero no podía distinguir rostros. Para saber con quién estaba hablando tenía que escuchar la voz de la persona”, me contó.
Rosa fue diagnosticada como portadora de cataratas y operada en el Centro Oftalmológico de Holguín. Tras la intervención, inmediatamente empezó a distinguir los rostros que hacía años no veía.
Sin embargo, no todos los pacientes tienen la misma suerte. Aun cuando la cirugía ocurre sin contratiempos, un error en el cálculo del lente que se coloca en el ojo del paciente puede llevar a los enfermos la necesidad de una nueva intervención. Por eso, el uso de la inteligencia artificial en estos procedimientos se avizora como una posible solución.
Un grupo de científicos cubanos ya la ha aplicado con éxito. El trabajo: “Inteligencia artificial y modelación numérica orientada al mejoramiento de la visión en la población cubana”, de los autores Dr. Alfo José Batista Leyva y del Dr. Iván Hernández López 1, fue reconocido en 2024 con el Premio de la Academia de Ciencias de Cuba.
¿Cómo vemos?
El acto de ver depende del perfecto funcionamiento y la normal interacción entre el ojo, las estructuras que lo rodean, el nervio óptico y el cerebro.
De acuerdo con la Academia Americana de Oftalmología (AAO, por sus siglas en inglés), para dirigir nuestra mirada en alguna dirección, el ojo cuenta con seis músculos que actúan de manera coordinada. Sin embargo, esto no es suficiente para que veamos; necesitamos que la porción anterior del ojo enfoque el objetivo, justo como haría el lente de una cámara fotográfica. En esto juega un papel primordial una estructura llamada lente del cristalino.
La luz pasa a la retina, donde se vuelve impulso eléctrico y este, a su vez, se transmite a través de los millones de fibras nerviosas del nervio óptico hasta el cerebro.
¿Qué es la catarata?
La catarata es la opacidad del cristalino debido a que sus proteínas comienzan a descomponerse con la edad. Puede ser de tipo senil, presenil, traumática y metabólica, según explicó a OnCuba el Dr. Tareq Ziad Mustafa Toame, Especialista en oftalmología de origen palestino que labora en el Centro Oftalmológico de Holguín y quien estuvo a cargo de la cirugía de Rosa, mencionada al inicio de este texto.
De acuerdo con la doctora Tania Milagros Fernández Domínguez, Especialista en Segundo Grado en Oftalmología, quien labora en el mismo centro hospitalario, esto impide la correcta entrada de la luz y la calidad de la formación de la imagen en la retina.
La cirugía refractiva es la encargada de solucionar la miopía, la hipermetropía y el astigmatismo, que normalmente no se consideran enfermedades, sino defectos refractivos. La cirugía de cataratas se considera también un tipo de cirugía refractiva, según el Dr. Ziad Mustafa.
En este tipo de intervención se sustituye el lente opacificado del paciente por uno completamente transparente llamado lente intraocular (LIO). Existen distintos tipos de LIO. Para su selección se toman en cuenta factores como la longitud del ojo y del lente, la curvatura de la córnea, entre otros. Una vez que se cuenta con esta información, se aplican distintas fórmulas en dependencia del tamaño del ojo.
Para obtener todas estas mediciones se utilizan ondas ultrasónicas que nos sugieren el tipo de lente a escoger. En nuestro medio contamos con un equipo llamado diómetro y con el trabajo altamente especializado de nuestros técnicos, que son los encargados de realizar los cálculos en dependencia de las características del ojo y los objetivos de la cirugía, según la Dra. Fernández, quien es también Profesora Auxiliar por la Universidad de Ciencias Médicas de Holguín.
Es muy importante el cálculo exacto de LIO para que el ojo llegue a una situación llamada emetropía. Este es el objetivo de la cirugía de catarata, es decir, que el ojo alcance una visión normal sin el uso de lentes, en ausencia de alguna otra causa que impida que así sea. La “sorpresa refractiva”, por otra parte, es cuando el ojo sale de la intervención miope o hipermétrope, nos explica el Dr. Tareq.
Inteligencia artificial para el cálculo de lentes en Cuba
De acuerdo con el artículo: “Impacto de la Inteligencia Artificial en la cirugía de cataratas desde una perspectiva social”, aparecido en 2021 en la Revista Cubana de Oftalmología, la introducción de las de nuevas tecnologías en las ciencias médicas cubanas es una necesidad.
Diversas instituciones, entre ellas el Instituto Cubano de Oftalmología “Ramón Pando Ferrer” (ICO), han abrazado esta filosofía .
Un equipo de esa institución, liderado por el Dr. Iván Hernández, trabajó de manera conjunta con un grupo de físicos, matemáticos e informáticos del Instituto Superior Tecnológico y de Ciencias Aplicadas de la Universidad de la Habana (Instec) para el desarrollo de una herramienta de Inteligencia artificial que hiciera más exacto el cálculo de los lentes intraoculares (LIO). Su objetivo era evitar la ocurrencia de errores refractivos en los procedimientos debido a imprecisiones en este cálculo.
Para comprender mejor el trabajo de estos especialistas se hace necesario explicar algunos conceptos relativos a la IA. Para ello, OnCuba tuvo la oportunidad de conversar sobre esto con el Ingeniero en Ciencias Informáticas Yandi Córdova Cobas, quien trabaja actualmente en España.
Según él, la inteligencia artificial se dedica a desarrollar sistemas y programas capaces de imitar ciertas capacidades humanas como el aprendizaje y el razonamiento. Podemos imaginar a la IA como un “aprendiz rápido” al que le proporcionamos datos y herramientas y se vuelve un maestro.
El machine learning, o aprendizaje automático, por otra parte, es un proceso que permite a las computadoras aprender de manera autónoma. A diferencia de los programas tradicionales, donde los programadores deben escribir instrucciones específicas para cada tarea, en el machine learning no es necesario indicar exactamente qué hacer. En su lugar, se proporciona a la computadora una gran cantidad de datos (inputs) y un modelo, para que ella misma pueda identificar patrones, sacar conclusiones o tomar decisiones.
Una red neuronal artificial es un sistema informático que intenta replicar el funcionamiento del cerebro humano para resolver diversos problemas. Está compuesta por pequeñas unidades interconectadas, conocidas como “neuronas”, que colaboran para aprender a partir de los datos.
Para Córdova, entre las ventajas de esta tecnología están: la automatización de tareas repetitivas; mayor velocidad y eficiencia en su realización; personalización algorítmica ( es decir, permiten que las interfaces hagan recomendaciones personalizadas, por ejemplo en plataformas como Netflix); mejora en la toma de decisiones a partir de los datos, los que las hace más rápidas y precisas; aprendizaje continuo; innovación en diferentes áreas; reducción de costos; acceso a nuevos conocimientos, entre otros muchos.
El trabajo del equipo multidisciplinario del ICO y el Instec consistió en la creación de varias redes neuronales artificiales y su entrenamiento para que fueran capaces de predecir la potencia de los lentes intraoculares y sugerir el LIO más conveniente para cada paciente. Su objetivo, como mencioné, era disminuir tanto como fuera posible las sorpresas refractivas. Cuando estas suceden, el paciente debe utilizar lentes o someterse a una nueva intervención.
Para el entrenamiento de las distintas redes neuronales, los investigadores utilizaron datos de más de 15 mil pacientes operados en el Pando Ferrer con anterioridad. Para el cálculo del LIO se han desarrollado infinidad de fórmulas. Estas sirven de base para escoger los lentes en cada operación. A diferencia de cómo se hace convencionalmente, a las redes neuronales artificiales usadas en el experimento no se les administró ninguna fórmula diferente de las que se utilizan de manera habitual.
Mediante el aprendizaje automático o machine learning se identificaron patrones y se predijeron con una efectividad nunca antes vista la potencia de los LIO. De acuerdo a un artículo publicado en una revista especializada, esto podría reducir las sorpresas refractivas a menos del 5 %.
Un paso en la dirección correcta
Los primeros trabajos en este campo de intersección entre la inteligencia artificial y la cirugía de cataratas tienen cerca de 30 años. No deja de ser alentador que el trabajo conjunto de un equipo multidisciplinario de investigadores cubanos haya obtenido resultados tan relevantes en esta especialidad médica. No obstante, en Cuba hasta el momento estas técnicas solo se están aplicando en la capital y en la literatura especializada no existen nuevas actualizaciones sobre sus resultados.
De acuerdo con los autores del artículo que comentamos, los errores refractivos afectan a casi uno de cada cinco pacientes operados de catarata en el mundo, y con el uso de la IA esta proporción disminuye notablemente. Hasta el momento de redacción de este texto, no hay datos recientes sobre este indicador en nuestro país.
El uso de la Inteligencia artificial no es una panacea en el campo de las ciencias médicas. Estas tecnologías pueden ser costosas. Además, también incluyen riesgos como sesgos en los algoritmos a partir de sesgos humanos que se amplifican y perpetúan; falta de transparencia en la comprensión de los mecanismos de toma de decisiones de la IA; desplazamiento laboral (en este caso haría innecesario el trabajo del personal técnico que realiza el cálculo del LIO); uso antiético de la tecnología, entre otros.
La Inteligencia artificial llegó para quedarse, también en la medicina. Como todo adelanto científico, su uso suscita temores y entusiasmo. Asumirla con prudente optimismo y sacarle el máximo de provecho posible debe ser la meta.
Nota:
1 El autor intentó contactar al Dr. Iván Hernandez Silva, pero no obtuvo respuesta.
