“La intel·ligència artificial serà clau per als metges”

Soc investigador al Cimne i estic fent el doctorat a la Universitat de Lleida (UdL). M’interessava molt el tema de les eines TIC aplicades a la medicina.

És un centre d’investigació fruit d’un consorci entre la UPC i la Generalitat. Té l’objectiu de desenvolupar eines matemàtiques de simulacions numèriques aplicades a diferents àmbits de l’enginyeria. Per exemple, desenvolupem dispositius d’intel·ligència artificial per detectar si el personal que està treballant en una obra usa el casc i si hi ha instal·lats els dispositius de seguretat. Un altre exemple són les aplicacions per donar seguretat en el sector marítim, en relació amb els incendis en vaixells. Fem uns mapes de calor de les zones on es guarden els cotxes dins del vaixell. En realitat, el Cimne té molts departaments, i treballa en aspectes que van des de l’eficiència energètica fins a la millora de materials o la biomedicina.

La medicina em toca de lluny, però dins del nostre departament TIC tenim una spin-off que treballa amb una plataforma centrada a impulsar la digitalització de diferents negocis. Al principi estava centrada a donar solucions a la restauració i l’hostaleria, però vam veure que també podria tenir aplicacions per a la telemedicina. Va ser a partir d’un seguit de converses amb la doctora Mònica Povedano, responsable de la unitat funcional de malaltia de motoneurona de l’hospital de Bellvitge. Es va interessar per una eina que servís per poder fer les consultes dels malalts d’ELA de forma remota, i que els pacients s’estalviessin haver de desplaçar-se cada tres mesos a l’hospital. Finalment, aquella eina no va arribar enlloc, però sí que vam començar a parlar de la possibilitat de fer alguna cosa relacionada amb la detecció precoç de l’ELA. A nosaltres ens interessa que hi hagi aplicació pràctica de les línies d’investigació que tenim al departament del Cimne; per això, quan la doctora ens va traslladar un seguit d’inquietuds, ens vam posar a treballar per donar-hi resposta.

La nostra responsabilitat com a centre d’investigació és trobar solucions que arribin a la indústria, que allò que fem tingui una utilitat i un impacte en la societat. La doctora Povedano ens va explicar les dificultats amb què topen per detectar l’afecció bulbar en els pacients amb ELA.

L’esclerosi lateral amiotròfica és una malaltia neurodegenerativa que es designa com a espinal quan els primers símptomes apareixen en columna, braços o cames, o bé com a bulbar quan el deteriorament de les neurones s’inicia al bulb raquidi, situat a la base del tronc encefàlic. L’inici bulbar de l’ELA és minoritari en relació amb l’espinal, però els pacients tenen un pronòstic pitjor. Els símptomes de l’afectació bulbar són problemes en la parla i la deglució. Vam pensar que a partir d’una anàlisi de la veu podíem ajudar a detectar de manera més precoç la malaltia.

El sistema es basa en la intel·ligència artificial. Vam enregistrar la veu de 45 pacients, una part dels quals tenien afectació bulbar i una altra part, no. A més, també gravem la veu de persones sense cap afectació.

La gravació és simple, amb un micròfon i una enregistradora. Gravem com pronuncien les cinc vocals i, llavors, fem anàlisis de les dades obtingudes, per mirar de treure’n un patró. Ens fixem, per exemple, en les vibracions de les cordes vocals, per mirar de ser al màxim d’eficients. Desenvolupem models de classificació; amb totes les característiques que observem volem separar els pacients que tenen afectada l’esfera bulbar dels que no.

Ara, els professionals mèdics fan el diagnòstic amb eines subjectives, com per exemple un test al qual sotmeten els pacients. És la percepció dels professionals el que detecta possibles afectacions en la parla, o si aquella persona té dificultats en la deglució. És un mètode subjectiu i hi ha estudis que avisen que a alguns pacients no se’ls acaba de diagnosticar bé en la fase inicial de l’afecció.

Hem pogut demostrar que a partir de la veu es pot detectar si un pacient té afectada la regió bulbar o no, amb un percentatge d’èxit del 96%. Però l’estudi té limitacions, perquè treballem amb un conjunt de dades obtingudes d’un grup de 45 pacients. La nostra idea és fer créixer la base de dades de pacients per verificar que amb una mostra més gran l’efectivitat és la mateixa.

Ara per ara, la resposta a aquesta pregunta és no. Perquè el diagnòstic de l’ELA és tremendament complicat. No soc un expert, ni de bon tros, però l’ELA és una malaltia neurodegenerativa, i moltes malalties neurodegeneratives comparteixen símptomes. És l’equip clínic qui té uns protocols per fer el diagnòstic. Nosaltres el que hem aconseguit és detectar de manera precoç si hi ha afectació bulbar un cop a aquell pacient se li ha diagnosticat la malaltia. Més endavant, si seguim investigant potser sí que seria possible fer el que em pregunta, però això seria objecte d’un altre estudi.

Fins a un 80% dels pacients acaben tenint l’esfera bulbar afectada i desenvolupant problemes en la parla o la deglució.

És el que comentava abans, fer el diagnòstic concret de la malaltia és complicat. Fins que a un pacient li diuen, de manera definitiva, que té ELA, pot passar temps. El que ve a dir aquesta dada és que, molt abans que al pacient se li hagi diagnosticat la malaltia, l’afectació a la veu ja s’ha fet present. De fet, a molts pacients se’ls diagnostica perquè presenten problemes a la veu i, a partir d’aquí, se’ls fa un estudi per veure què està passant.

Vam començar l’estudi registrant un munt de sons, fricatius, rotatius, etc., per poder tenir el màxim d’informació possible. Ara bé, ens centrem en les vocals perquè tenen l’avantatge que si són pronunciades de manera sostinguda permeten obtenir una vibració a les cordes vocals i una ressonància a la cavitat bucal. A partir d’aquí hem analitzat els diferents cicles de la vibració de les cordes vocals. En treus un munt de paràmetres que et permeten filar prim.

Exacte, aquest és l’objectiu. La màquina detecta allò que a l’oïda se li escapa. Al laboratori fem la segmentació del que hem enregistrat, ens fixem en l’inici i en l’acabament de la pronunciació i fem servir una sèrie d’eines d’anàlisis acústiques. Traiem fins a quinze característiques diferents. La finalitat no és quedar-nos-ho per a nosaltres, sinó que els metges, a partir d’una app que tinguin instal·lada al telèfon mòbil, puguin gravar el pacient i sotmetre’l a aquesta prova, a l’hora de fer el diagnòstic.

Això ja és un tema clínic, jo no ho sé. Però sí que sabem, perquè ens ho han dit, que per als metges és important tractar els pacients de manera precoç.

D’entre tots els pacients d’ELA que tenen afecció bulbar, en un 10% dels casos no es detecta. Malgrat que ja tenen l’àrea afectada i mostren símptomes en la parla, l’oïda humana no és capaç de detectar que hi hagi afectació en la veu.

No crec que s’imposi; en tot cas, la complementa. Ja és molt comú fer diagnòstics mèdics a partir de l’anàlisi de la imatge. Pensem, per exemple, en les radiografies o en les ecografies. Els professionals de la salut estan molt predisposats a usar tot allò que els pugui ser útil. Ara bé, són rigorosos i han de ser aportacions que realment demostrin la seva eficàcia.

Jo crec que ja és una tendència clara: la intel·ligència artificial serà clau per als metges i per ajudar els professionals de la salut, tant per fer diagnòstics precoços com per millorar els pronòstics i millorar la qualitat de vida dels pacients. Com més aviat es detecti una malaltia, més aviat es podrà actuar per pal·liar-ne les conseqüències. Ja hi ha moltes malalties –el càncer, per exemple– en què la intel·ligència artificial i el big data estan fent molta feina.

Arribar al 100% d’eficàcia és molt complicat, sempre hi ha un marge d’error. La tecnologia no és infal·lible, té limitacions, igual com en tenim els humans. Però la intel·ligència artificial et permet tenir més coneixement i informació sobre una situació concreta. El que és realment útil és la complementarietat, com la tecnologia complementa els humans.

En sabia alguna cosa, és clar, però de manera superficial, pel que surt a les notícies i pel que podia haver llegit. Fins que no vam parlar amb la doctora Povedano no vam començar a saber els detalls del que comporta tenir aquesta malaltia. És per això que quan des del Cimne vam veure que hi havia una possibilitat de col·laboració ens hi vam implicar de ple. Llavors sí que vam començar a endinsar-nos en la malaltia, sempre sota la supervisió dels metges, que són els experts i els qui treballen amb els pacients.

És una malaltia neurodegenerativa, molt agressiva i que té un fort impacte en la qualitat de vida dels pacients. En un termini de temps molt curt, la qualitat de vida dels malalts decau molt. I, ara mateix, és una malaltia que no té cura. En això rau la importància de poder fer un diagnòstic com més precoç millor, perquè pot anar en benefici de la qualitat de vida dels malalts. Tots els esforços que es facin per investigar són pocs.