DERMATOLOGÍA

La inteligencia artificial permite un diagnóstico más rápido de la epidermólisis bullosa adquirida

Eurekalert · 19 julio 2021

Científicos de la Universidad de Groningen (Países Bajos) han entrenado un sistema de inteligencia artificial para reconocer un patrón específico en biopsias de piel de pacientes con epidermólisis bullosa adquirida. El patrón es característico de una variante específica de la enfermedad que puede causar cicatrices en la piel y las mucosas y puede provocar ceguera. El nuevo sistema es fácil de usar y es mejor que la mayoría de los médicos para hacer el diagnóstico. La descripción de este sistema se publica en el American Journal of Pathology.

En los pacientes con epidermólisis bullosa, las capas de la piel se desprenden, provocando grandes ampollas. Existen diferentes formas de enfermedades ampollosas que afectan a distintas capas de la piel. Una de ellas, la epidermólisis bullosa adquirida (EBA), es una enfermedad autoinmune por la que los propios anticuerpos del paciente atacan la piel. Suele comenzar alrededor de la mediana edad y las ampollas pueden formar cicatrices. Las cicatrices en la piel pueden limitar el movimiento de las articulaciones, pero también pueden formarse en las membranas mucosas. Cuando esto ocurre en el ojo, por ejemplo, puede provocar ceguera. Es necesario un diagnóstico precoz para prevenir los daños causados por las cicatrices.

Por el momento, pueden pasar meses o años antes de que se confirme el diagnóstico de EBA", explica Joost Meijer, coautor del artículo. El diagnóstico de la EBA se realiza mediante biopsias de la piel, en las que los marcadores fluorescentes se unen a los autoanticuerpos en la capa basal de la epidermis. Esto produce un patrón dentado en forma de U, típico de la EBA. Sin embargo, es necesario encontrar y reconocer este patrón en un portaobjetos relativamente grande", continúa Meijer. El patrón puede estar presente solo en pequeñas partes del portaobjetos. Para dar una idea de lo pequeño que es, si la imagen microscópica se digitaliza como una imagen de 20.000 x 12.000 píxeles, el patrón sólo podría ocupar un espacio de 30 x 30 píxeles.

"Uno de los retos del estudio fue que no existe un programa de entrenamiento estándar para este patrón en particular - según comenta el coautor Astone Shi-. Tuvimos que encontrar el mejor tipo de red neuronal convolucional y la mejor manera de entrenarla. Hay millones de parámetros en estas redes neuronales y tuvimos que buscar los que mejor funcionan".

Otro problema fue encontrar datos con los que entrenar la red neuronal. Los pacientes con EBA son raros y solamente se diagnostican entre 5 y 10 pacientes al año en los Países Bajos. Meijer y Shi pudieron utilizar biopsias de 46 pacientes: 42 para entrenar las redes y las 4 restantes para validar el sistema.

Tras entrenar 9 redes neuronales diferentes y repetir el procedimiento 10 veces, el sistema de inteligencia artificial fue capaz de reconocer la EBA con una especificidad y sensibilidad iguales al 89,3 por ciento, cifra más elevada que las publicadas por un grupo de patólogos y dermatólogos, y justo por debajo de la precisión de un pequeño número de especialistas altamente capacitados.

"Esto significa que nuestro sistema supera a la mayoría de los médicos –comenta Shi-. La razón es probablemente que el ojo humano sólo tiene en cuenta una parte relativamente pequeña de un portaobjetos microscópico". Por su parte, Meijer señala que "los observadores se llevan una primera impresión y luego buscan la confirmación en el portaobjetos. El sistema de inteligencia artificial analiza todo el portaobjetos, lo que da lugar a un diagnóstico más preciso".

La principal ventaja de este sistema digital es que sería fácil de usar. "Prevemos un sistema en el que se cargue una imagen y se obtenga un diagnóstico del algoritmo de inteligencia artificial", afirma Meijer. Sin embargo, también podría utilizarse para formar a los médicos en el reconocimiento del patrón específico de la U de la EBA.

Aunque el sistema funcionó bien en este proyecto de investigación, los resultados deben confirmarse en un nuevo conjunto de datos más amplio. Para ello, se ha iniciado un estudio europeo prospectivo. "Se tardará un año en recopilar los datos de nuevas biopsias de piel, que permitirán validar el sistema. Con suerte, tendremos entonces una forma más rápida y sencilla de diagnosticar la EBA y prevenir las cicatrices, que a veces son debilitantes", concluye Meijer.

Referencia: Am J Pathol. 2021;S0002-9440(21)00296-0. doi:10.1016/j.ajpath.2021.05.024