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Inteligencia artificial distingue tipos de demencia con tomografías PET

La herramienta puede hacer que sea más fácil señalar causas de demencia que son reversibles.


Imagen de una tomografía PET cerebral para diagnóstico de demencia
Una herramienta de IA mejora la rapidez y precisión del diagnóstico de demencia con una tomografía PET.
AARP (Getty Images, Dr. David Jones)

Los investigadores de Mayo Clinic que utilizan inteligencia artificial (IA) para analizar actividad cerebral específica pueden detectar al menos nueve tipos diferentes de demencia. Su objetivo es diagnósticos más rápidos y precisos, junto con la posibilidad de detectar demencias que son reversibles, dicen. 

"Un diagnóstico adecuado puede cambiarlo todo", dice el Dr. David Jones, un neurólogo que dirige el Programa de Inteligencia Artificial en Neurología de Mayo Clinic. "Hay muchas personas con síntomas similares a la demencia que son reversibles. Esta herramienta mejora la capacidad de diagnosticar... estos trastornos, lo cual es difícil para los humanos hacerlo solos". Eso, a su vez, hace más probable que los pacientes reciban los tratamientos correctos.

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Los investigadores usaron una herramienta llamada StateViewer para identificar correctamente nueve tipos diferentes de demencia (más tarde identificaron cinco más), según un artículo publicado en la revista Neurology. Los hallazgos señalaron variaciones en la enfermedad de Alzheimer, la demencia más común, que afecta a sobre 7 millones de personas en el país, así como la enfermedad de cuerpos de Lewy y la demencia frontotemporal, según Jones. 

"StateViewer se enfoca en la función cerebral estrechamente vinculada a los síntomas, por lo que las demencias con diferentes síntomas aparecerán como diferentes formas para StateViewer", dice Jones. Esta variabilidad es la razón biológica por la que algunas personas con formas no tradicionales de Alzheimer experimentan problemas de visión y van primero al oftalmólogo; otras tienen dificultades con el habla o el lenguaje; y algunas tienen problemas con la función ejecutiva o la toma de decisiones, en lugar de pérdida de memoria, dice. 

 Un diagnóstico más rápido y más preciso

Los científicos de Mayo Clinic entrenaron y probaron la herramienta de IA en más de 3,600 escaneos llamados FDG-PET (tomografía por emisión de positrones de fluorodesoxiglucosa). Estos escaneos muestran el metabolismo del cerebro, específicamente cómo el cerebro usa la glucosa, o azúcar, para energía. La herramienta luego comparó estos escaneos con una gran base de datos de escaneos de pacientes con varios tipos de demencia confirmada. 

El proceso del metabolismo de la glucosa varía dependiendo de la ubicación en el cerebro y el tipo de demencia, dice Jones.

"Los patrones son claramente diferentes entre sí", dice. "[La herramienta] observa qué áreas del cerebro están absorbiendo azúcar. Estos patrones son más sutiles de lo que pensamos. Esta falta de precisión es lo que hace difícil tratarlo y por qué necesitamos la inteligencia artificial. Para el ojo humano, pueden parecer similares, pero cuando la IA los analiza, son claramente muy distintos".

La herramienta distinguió las causas de la demencia con un 88% de precisión, y permitió a los médicos interpretar las imágenes cerebrales casi dos veces más rápido y con hasta tres veces mayor precisión que un radiólogo examinando imágenes crudas, a veces ayudado por análisis estadísticos.  

El diagnóstico de la demencia generalmente también implica pruebas cognitivas, extracciones de sangre, imágenes, entrevistas clínicas y referencias a especialistas.

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El objetivo no es reemplazar a los médicos, sino usar la inteligencia artificial y los médicos juntos para aumentar la precisión del diagnóstico, dice Jones. La medida del 88% "es solo la herramienta en sí", dice. "La herramienta combinada con el médico es la que mejor rinde. Aumentas la precisión al incluir a las personas en el proceso".

El Alzheimer generalmente afecta dos regiones del cerebro relacionadas con la memoria al principio de la enfermedad. La demencia con cuerpos de Lewy involucra áreas que tienen que ver con el movimiento y el procesamiento visual y espacial. La demencia frontotemporal cambia las regiones responsables del lenguaje y el comportamiento, con menos efecto en la memoria.

StateViewer muestra estos patrones a través de mapas cerebrales codificados por colores que resaltan las áreas clave de la actividad cerebral.  

El Dr. Andrew E. Budson, jefe de Neurología Cognitiva Conductual en el Boston Healthcare System del Departamento de Asuntos de los Veteranos, dice que la sangre y otros biomarcadores, sustancias que caracterizan demencias específicas, son herramientas de diagnóstico más valiosas.

"La investigación descrita en este artículo es útil para diagnosticar demencias menos comunes, pero no es un cambio radical", dice Budson, quien no participó en el estudio. "Hoy, queremos usar un biomarcador específico para un diagnóstico específico tanto como sea posible", escribió en un correo electrónico.

"Creo que es un estudio muy valioso para explorar cómo el aprendizaje automático puede usarse eventualmente para hacer los diagnósticos a través de FDG-PET por sí mismos, reduciendo potencialmente la necesidad de otras pruebas y acelerando la llegada a un diagnóstico y tratamiento", dice el Dr. Paul Schulz, profesor de Neurología en la Facultad de Medicina McGovern del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston.

"Todo lo que hacemos para automatizar la realización de pruebas y su interpretación nos acerca a diagnósticos cada vez más precisos y oportunos", escribió Schulz, quien no participó en la investigación, en un correo electrónico. Además, el uso del escaneo FDG-PET podría ayudar a reducir la necesidad de escaneos PET de amiloide, que son más caros y solo se aplican a la enfermedad de Alzheimer, dice.

Señalar un problema de salud reversible

StateViewer ya está en uso generalizado en Mayo Clinic, donde Jones dice que está teniendo un impacto. Cuenta la historia de Minoo Press, un ingeniero jubilado del área de Chicago que llegó a Mayo Clinic después de dos años de declive cognitivo y físico progresivo. Los médicos anteriores no pudieron descubrir qué le pasaba, en parte porque sus síntomas de demencia se complicaban con otros signos de enfermedad neurodegenerativa.

Consideraron el Alzheimer y otras formas de demencia, incluida la hidrocefalia de presión normal, donde se acumula líquido en exceso en el cerebro, produciendo síntomas similares a la demencia. Pero no pudieron proporcionarle un diagnóstico definitivo. Vino a Mayo Clinic con la esperanza de que los médicos allí pudieran ayudarlo.

La herramienta descartó el Alzheimer y otras demencias y confirmó que Press estaba sufriendo de hidrocefalia de presión normal. Los cirujanos realizaron un procedimiento de derivación para aliviar la presión en su cerebro, aliviando muchos de sus síntomas y encaminándolo hacia la recuperación. 

"Tengo pacientes que han estado años sin un diagnóstico, y esta herramienta puede hacerlo en horas", dice Jones. "Una vez que todo esté claro y sepas lo que tienes, puedes concentrarte en lo que viene después, sin más pruebas, segundas opiniones ni dudas. Es terrible tener un problema de salud reversible que nadie puede diagnosticar, pero esa es una tragedia que la tecnología puede solucionar".

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