Cómo FIU y Baptist Health utilizan la IA y el Sonido Para Detectar Enfermedades Cardíacas más Temprano

Investigadores de Florida International University (FIU), en colaboración con Baptist Health, están combinando un estetoscopio digital con inteligencia artificial (IA) y análisis de sonido avanzado para detectar mejor las señales sutiles de las enfermedades cardíacas, mucho antes de que aparezcan los síntomas.

De tener éxito, esta innovación podría transformar la forma en que los médicos realizan pruebas de detección para condiciones cardiovasculares, haciendo que la detección temprana sea más rápida, más accesible y, potencialmente, capaz de salvar vidas.

La mejor manera de salvar vidas es detectar las enfermedades cardíacas lo antes posible, según Tom Nguyen, M.D., FACS, FAC, director médico ejecutivo de Baptist Health Heart & Vascular Care, director de Cirugía Mínimamente Invasiva y titular de la Cátedra Barry T. Katzen en el Instituto.

“La idea detrás de este concepto es que la tecnología sea portátil y de tamaño muy reducido para, con suerte, poder diagnosticar problemas cardíacos de manera más temprana y rápida que con los métodos tradicionales que utilizamos”, afirma el Dr. Nguyen, quien también se desempeña como profesor y jefe del Departamento de Ciencias Cardiovasculares en la Facultad de Medicina Herbert Wertheim de FIU.

Una Nueva Manera de Escuchar el Corazón

Durante generaciones, el estetoscopio ha sido una de las herramientas más reconocibles en la medicina. Los médicos escuchan el ritmo y el tono de los latidos cardíacos para identificar anomalías. Sin embargo, incluso los médicos más experimentados se ven limitados por lo que el oído humano es capaz de percibir.

Los investigadores de FIU creen que la inteligencia artificial puede ayudar a revelar la información oculta dentro de esos sonidos.

“Hemos estado trabajando en el desarrollo de un algoritmo que puede procesar los sonidos cardíacos grabados digitalmente mediante un estetoscopio”, explica Valentina Dargam, Ph.D., profesora asistente de investigación en ingeniería biomédica de FIU. “Después, introducimos estos sonidos cardíacos en un algoritmo que puede detectar si el paciente se encuentra en las etapas iniciales de una enfermedad cardíaca”.

Mediante el uso de estetoscopios digitales especializados, los sonidos cardíacos se graban y se convierten en datos que pueden ser analizados por un algoritmo de aprendizaje automático. El sistema busca patrones acústicos sutiles vinculados a las etapas tempranas de las enfermedades cardiovasculares: patrones demasiado tenues o complejos como para ser identificados únicamente por el oído humano.

“Las computadoras son realmente buenas para detectar patrones y señales que nosotros no podemos percibir con nuestros propios oídos”, afirma Joshua Hutcheson, Ph.D., director del Centro de Innovación en Salud Cardiovascular de FIU y la Florida Heart Research Foundation. “Por eso, estamos aprovechando esa capacidad para desarrollar algoritmos que nos brinden una indicación precisa de lo que está ocurriendo en el interior”.

Los resultados preliminares son prometedores. En las pruebas de laboratorio, el algoritmo identificó correctamente los sonidos de corazones sanos con una precisión del 95 por ciento, y los sonidos de corazones enfermos con una precisión del 85 por ciento. Estos hallazgos sugieren que las herramientas de auscultación impulsadas por IA podrían convertirse en un poderoso complemento de los métodos de diagnóstico tradicionales.

Sin embargo, pasar de una investigación prometedora a la atención real de los pacientes exige un elemento crucial: la validación clínica.

Llevando la Investigación a la Clínica

En este siguiente paso es donde Baptist Health South Florida desempeña un papel fundamental.

Los investigadores de FIU se han asociado con Baptist Health en la transición de esta tecnología del laboratorio al entorno de las pruebas clínicas. A través de esta colaboración, los pacientes cardiovasculares de Baptist Health que den su consentimiento para participar verán registrados los sonidos de su corazón durante sus evaluaciones cardiovasculares de rutina.

Esas grabaciones serán analizadas por el algoritmo de IA e incorporadas a una base de datos en constante crecimiento, compuesta por sonidos cardíacos obtenidos en situaciones clínicas reales.

Esta alianza permite fusionar la experiencia en ingeniería y ciencia de datos de FIU con el liderazgo clínico de Baptist Health en el ámbito de la atención cardiovascular. Juntas, ambas instituciones trabajan en la creación de un amplio conjunto de datos de alta calidad que ayudará al algoritmo a seguir aprendiendo y perfeccionándose.

Cada latido registrado ayuda al sistema a comprender mejor la diferencia entre un corazón saludable y otro que presenta señales tempranos de enfermedad.

El objetivo no es sustituir a los médicos, sino proporcionar a los clínicos una herramienta de detección adicional capaz de identificar posibles riesgos en una etapa más temprana del proceso de diagnóstico.

Estableciendo un Nuevo Estándar para la Detección de Condiciones Cardíacas

La colaboración entre FIU y Baptist Health tiene como propósito transformar esta investigación en una herramienta clínica práctica que, con el tiempo, podría integrarse a los exámenes de salud de rutina. Los investigadores vislumbran un futuro en el que el análisis de los sonidos cardíacos mediante IA sea tan habitual como la medición de la presión arterial o la toma de la temperatura del paciente.

“Cuando se toman los signos vitales, en lugar de que el médico escuche los latidos del corazón, un profesional de enfermería los graba y los introduce en el algoritmo y cuando el paciente ve al médico, este ya puede determinar si corre algún riesgo y requiere un seguimiento adicional”, afirma la Dra. Dargam.

En este escenario, el proceso de grabación digital tomaría solo unos segundos y podría proporcionar a los médicos una capa adicional de información diagnóstica incluso antes de que entren en la sala de examen.

Si el algoritmo identifica patrones que sugieren un riesgo potencial, los médicos podrían entonces solicitar pruebas adicionales, tales como ecocardiogramas o estudios de imagen avanzados, para investigar más a fondo.

Expendiendo la Monitorización Cardíaca más allá del Consultorio Médico

Mirando aún más hacia el futuro, los investigadores creen que esta tecnología podría, con el tiempo, extenderse más allá de los entornos clínicos.

Las versiones futuras del algoritmo podrían permitir a los pacientes monitorizar su salud cardíaca desde su propio hogar mediante el uso de estetoscopios digitales conectados o dispositivos portátiles. Dicha tecnología podría ayudar a identificar cambios entre las visitas al médico y alertar a los pacientes para que busquen una evaluación médica de manera más temprana.

Aunque esa visión aún se encuentra a varios años de distancia, la colaboración actual entre FIU y Baptist Health constituye un primer paso fundamental.

En el transcurso de los próximos cinco años, los investigadores confían en que la tecnología avance desde la fase de ensayos de investigación hacia su uso clínico rutinario en consultorios médicos de todo el país.