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Investigadores israelíes desarrollan una herramienta de inteligencia artificial para predecir infecciones sanguíneas

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Agencia AJN.- Investigadores israelíes han desarrollado una nueva e innovadora tecnología que utiliza la inteligencia artificial (IA) para identificar a los pacientes que corren el riesgo de sufrir una enfermedad grave como consecuencia de una infección sanguínea.

Esta herramienta podría servir como sistema de alerta temprana para los médicos, ya que les permitiría clasificar a los pacientes en función de su riesgo de padecer una enfermedad grave y prestarles la asistencia correspondiente, señalan los investigadores.

Las infecciones sanguíneas son una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en todo el mundo. En el estudio, publicado en la revista Scientific Reports, los investigadores explican que «las infecciones del torrente sanguíneo (IS) pueden provocar estancias hospitalarias prolongadas y complicaciones agresivas y potencialmente mortales, además de suponer un elevado coste para el sistema sanitario».

La infección por una bacteria u hongo en el sistema sanguíneo puede producirse durante una intervención quirúrgica o como resultado de complicaciones de otras infecciones, como la neumonía o la meningitis. La respuesta inmunológica del organismo a la infección puede causar sepsis o shock, condiciones peligrosas que tienen altas tasas de mortalidad.

Por ejemplo, se dice que la sepsis, la respuesta extrema del cuerpo a la infección, causó aproximadamente el 20% de las muertes anuales en el mundo en 2017, según la Organización Mundial de la Salud (OMS). Y puede matar en cuestión de horas, si no se trata inmediatamente.

«Por lo tanto, la evaluación oportuna y crítica de los resultados microbiológicos disponibles es necesaria para garantizar que las personas con BSI reciban un tratamiento rápido, eficaz y específico, para obtener resultados clínicos óptimos. Sin embargo, el estándar actual de atención, que depende sobre todo del diagnóstico basado en los hemocultivos, suele ser extremadamente lento», señala el equipo.

Los investigadores -los estudiantes Yazeed Zoabi y Dan Lahav, del laboratorio del profesor Noam Shomron, de la Facultad de Medicina Sackler de la Universidad de Tel Aviv, en colaboración con otros investigadores, entre ellos la doctora Ahuva Weiss Meilik, directora del Centro de IA I-Medata del Hospital Ichilov- desarrollaron una herramienta de IA que estudia los registros médicos electrónicos de los pacientes que dieron positivo en infecciones sanguíneas. Estos registros incluían datos demográficos, resultados de análisis de sangre, historial médico y diagnóstico.

Tras estudiar los datos y el historial médico de cada paciente, el programa pudo identificar automáticamente los factores de riesgo.

«Los médicos introducían la información clínica, que se recogía de forma rutinaria en el momento de la hospitalización, y el resultado del algoritmo era un factor de riesgo. Este factor de riesgo se evaluaría junto con el consejo del médico y se utilizaría para tomar medidas para salvar vidas», explica el profesor Shomron a NoCamels.

«Introdujimos los expedientes médicos en un software basado en la inteligencia artificial», afirma en un comunicado de la TAU. «Queríamos ver si la IA identificaría patrones de información en los expedientes que nos permitieran predecir automáticamente qué pacientes desarrollarían una enfermedad grave, o incluso la muerte, como resultado de la infección.»

El equipo trabajó con los expedientes médicos de unos 8.000 pacientes del Ichilov que dieron positivo en infecciones sanguíneas entre los años 2014 y 2020, durante su hospitalización y hasta 30 días después, tanto si el paciente murió como si no, dijo el profesor Shomron.

El profesor Shomron afirma que el programa de IA alcanzó un nivel de precisión del 82% en la predicción del curso de la enfermedad, incluso cuando ignoró factores obvios como la edad del paciente y las hospitalizaciones del mismo. Una vez que el investigador introdujo los datos del paciente, el algoritmo supo predecir el curso de la enfermedad.

Esto sugiere que será posible clasificar a los pacientes en función del peligro que suponen para su salud, antes de tiempo, según el comunicado.

«Utilizando la inteligencia artificial, el algoritmo fue capaz de encontrar patrones que nos sorprendieron, parámetros en la sangre que ni siquiera habíamos pensado en tener en cuenta», dijo el profesor Shomron.

«Los [niveles] de albúmina y creatina en la sangre son fuertes marcadores de la mortalidad potencial debida a la infección. También los monocitos, el volumen de las plaquetas. De hecho, algunos de ellos eran indicadores de la gravedad de la infección, pero la cuantificación y la combinación de todos ellos en un algoritmo no se habían realizado», explica a NoCamels.

El equipo está «trabajando ahora con el personal médico para entender cómo puede utilizarse esta información para clasificar a los pacientes en función de la gravedad de la infección», afirma el profesor Shomron.

«Podemos utilizar el software para ayudar a los médicos a detectar a los pacientes que corren el máximo riesgo», añade.

Reitera que, aunque el nivel de precisión era importante, el programa de IA es «una herramienta para ayudar al equipo clínico y llamar su atención sobre los casos relevantes o de alto riesgo».

El sistema pronto entrará en funcionamiento en el Centro Médico Sourasky de Tel Aviv – Ichilov. Se trata de un proyecto de gran envergadura en el Ichilov, dice el profesor Shomron.

«Vamos a probarlo allí el año que viene», explica, «y luego pasaremos a sugerirlo a otros centros».

También le gustaría utilizar el programa para probar otras afecciones, enfermedades y dolencias.

«Me gustaría poder ampliarlo con el tiempo a otros tipos de infecciones, no sólo al torrente sanguíneo. Me gustaría segregarlo a los tipos de bacterias (grampositivas/negativas) y probar varios modelos algorítmicos para mejorar la decisión tomada», dice. «Dados los limitados recursos del hospital, si se puede segregar a los pacientes de alto riesgo de los de bajo riesgo, se puede centrar la atención en los que más lo necesitan».

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Innovación

Científicos israelíes desarrollan tratamiento experimental que mejora la supervivencia en casos de hemorragias graves

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Agencia AJN.- Un nuevo tratamiento desarrollado por investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalem en conjunto con el Cuerpo Médico de las Fuerzas de Defensa de Israel (FDI) podría transformar por completo la atención médica de emergencia en situaciones de trauma severo, tanto en el ámbito militar como civil.

La investigación, publicada recientemente en la revista Scientific Reports, demostró que la activación de una proteína específica —conocida como PKC-ε (Proteína Quinasa C épsilon)— después del inicio de una hemorragia masiva puede triplicar las tasas de supervivencia.

El estudio, liderado por los doctores Ariel Furer y Maya Simchoni del Instituto de Investigación en Medicina Militar (proyecto conjunto entre la Universidad Hebrea y el Cuerpo Médico de las FDI), simuló un shock hemorrágico extrayendo el 35% del volumen sanguíneo de modelos animales. Al aplicar el tratamiento apenas cinco minutos después del inicio de la hemorragia, la supervivencia saltó de un 25% a un 73%.

La clave del tratamiento es que ayuda a estabilizar las funciones cardiovasculares: mantiene la presión arterial, el ritmo cardíaco y la capacidad del corazón para bombear sangre. Además, se observó una mejora en la función mitocondrial del tejido cardíaco, es decir, ayuda a que las células generen energía suficiente para resistir el daño y mantener los órganos funcionando.

“Las hemorragias masivas siguen siendo uno de los mayores desafíos en la medicina de emergencia, tanto en el campo de batalla como en accidentes civiles”, explicó Furer. “Este avance abre una nueva puerta para tratamientos que podrían cambiar radicalmente las tasas de supervivencia en situaciones críticas.”

Actualmente, el tratamiento estándar para este tipo de emergencias es la reposición de fluidos, pero este método muchas veces genera complicaciones adicionales y daños en los tejidos. El enfoque israelí con PKC-ε parece no sólo estabilizar al paciente, sino además proteger los órganos contra ese tipo de daño secundario.

A pesar de los resultados alentadores, los investigadores subrayaron que es necesario avanzar hacia ensayos clínicos para confirmar su efectividad en humanos. Sin embargo, el potencial es enorme, sobre todo para el uso por parte de equipos de primeros auxilios y médicos en zonas de combate o en escenarios de catástrofes.

Con este desarrollo, Israel vuelve a posicionarse a la vanguardia de la medicina de emergencia, aportando conocimiento y soluciones que podrían salvar miles de vidas en todo el mundo.

Fuente: Israel21.

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Ciencia

Científicos israelíes: Modelos generales de inteligencia artificial son mejores que los específicos para médicos para diagnosticar casos complejos

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Agencia AJN.- Un equipo de investigadores de la Universidad Ben-Gurión del Néguev ha desarrollado una nueva base de datos para evaluar la capacidad de los modelos de propósito general de inteligencia artificial (IA) para diagnosticar casos médicos complejos, según The Press Service of Israel (TPS-IL).

Sus hallazgos, presentados ante la Asociación para el Avance de la Inteligencia Artificial en Filadelfia, sugieren que modelos como el GPT-4o podrían ser más efectivos que los diseñados específicamente para la medicina.

Tradicionalmente, los modelos de propósito general de IA se han probado en casos médicos más simples, como preguntas de exámenes o enfermedades comunes, pero no en los casos complejos del mundo real que los médicos suelen enfrentar. Para subsanar esa deficiencia, los investigadores crearon una base de datos de 3.562 informes de casos médicos del BMC Journal of Medical Case Reports, que incluye descripciones detalladas de casos médicos inusuales y sus diagnósticos. Los casos se presentaron mediante preguntas abiertas y de opción múltiple, simulando escenarios de diagnóstico reales.

Los resultados fueron sorprendentes: GPT-4o superó a modelos médicos como Meditron-70B y MedLM-Large en el diagnóstico de esos casos complejos. GPT-4o logró una precisión del 87,9% en preguntas de opción múltiple y del 76,4% en preguntas abiertas, superando a los especializados.

“Nos sorprendió ver que los modelos generales, como GPT-4o, tuvieran un mejor rendimiento que los adaptados para la medicina. Mostramos que los modelos de lenguaje de gran tamaño pueden utilizarse para diagnosticar casos médicos complejos”, afirmó Ofir Ben-Shoham, uno de los investigadores.

La base de datos CUPCase que creó el equipo podría convertirse en una herramienta valiosa para probar nuevos modelos de IA en el futuro. Está abierta al público y puede ampliarse con casos adicionales a medida que se desarrollen nuevos modelos.

“El objetivo era crear un sistema que pudiera evaluar la eficacia de los modelos lingüísticos para diagnosticar casos complejos del mundo real, no solo los comunes”, afirmó el estudiante de doctorado Uriel Peretz.

El doctor Nadav Rapoport, otro miembro del equipo de investigación, explicó que diagnosticar casos complejos puede ser un proceso largo e incierto, lo que genera retrasos y mayores costos para los pacientes. La base de datos CUPCase, al proporcionar casos reales detallados, puede ayudar a acelerar ese proceso y mejorar la atención del paciente.

La investigación tiene diversas aplicaciones prácticas en el ámbito sanitario, principalmente al mejorar la velocidad y precisión de los diagnósticos médicos.

Modelos de IA como GPT-4o podrían ayudar a los médicos a diagnosticar casos médicos complejos con mayor rapidez, reduciendo los retrasos en el diagnóstico y mejorando los resultados de los pacientes.

La base de datos CUPCase, que incluye una colección de casos del mundo real, puede servir como una valiosa herramienta de apoyo a la toma de decisiones clínicas, ayudando a los médicos a tomar decisiones más precisas, especialmente en casos difíciles o poco frecuentes.

Además, el modelo de IA podría facilitar la formación de profesionales médicos, ofreciendo un recurso interactivo para el aprendizaje de procesos diagnósticos complejos.

Las herramientas basadas en IA también podrían ampliar el acceso a apoyo diagnóstico de expertos en zonas desatendidas, donde los especialistas pueden ser limitados. En entornos de cuidados críticos, los modelos de IA podrían proporcionar asistencia diagnóstica en tiempo real.

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