Cómo la Inteligencia Artificial está cambiando el panorama dental

Nos encontramos ante un gran renacimiento de la sanidad, con importantes avances que llegan rápidamente, uno tras otro. La investigación en el ámbito sanitario está aportando avances decisivos en el diagnóstico, materiales, genética, terapias, dispositivos y tecnología. La odontología ha estado a la vanguardia de muchas innovaciones, incluida la Inteligencia Artificial (IA). En este artículo, veremos qué es la IA y algunas de las formas en que se está utilizando para ofrecer avances significativos en la atención dental.

Por Bruce Lieberthal, Vice President y Chief Innovation Officer de Henry Schein, Inc.

¿Qué es la Inteligencia Artificial?

La Inteligencia Artificial (IA) es informática que va más allá de la automatización, la computación y el almacenamiento. Permite a los sistemas digitales «pensar» y hacer cosas inteligentes semejantes al pensamiento humano. Lo sorprendente es que la IA no es un concepto nuevo, ya que tiene sus raíces en 1956, cuando un grupo de aspirantes a informáticos la definió en una conferencia en el Dartmouth College1. En la actualidad, la IA está a nuestro alrededor, formando parte cada vez más de nuestra vida cotidiana. Algunos ejemplos son los altavoces, que entienden el lenguaje natural, los aparatos domésticos como frigoríficos, lavadoras, cerraduras de puertas y sistemas de climatización, y los coches como sistemas de conducción autónoma.La Inteligencia Artificial (IA) es informática que va más allá de la automatización, la computación y el almacenamiento. Permite a los sistemas digitales «pensar» y hacer cosas inteligentes semejantes al pensamiento humano. Lo sorprendente es que la IA no es un concepto nuevo, ya que tiene sus raíces en 1956, cuando un grupo de aspirantes a informáticos la definió en una conferencia en el Dartmouth College1. En la actualidad, la IA está a nuestro alrededor, formando parte cada vez más de nuestra vida cotidiana. Algunos ejemplos son los altavoces, que entienden el lenguaje natural, los aparatos domésticos como frigoríficos, lavadoras, cerraduras de puertas y sistemas de climatización, y los coches como sistemas de conducción autónoma.

Historia

Tal vez se pregunte, al igual que yo, por qué, si la IA no es un concepto nuevo, parece que solo recientemente está cobrando protagonismo en nuestras vidas. Mientras que las tecnologías son algo complejas, la respuesta a esta pregunta es bastante sencilla: hace muy poco que hemos alcanzado la sofisticación en el hardware, el software y las comunicaciones necesarias para impulsar la IA. La IA requiere una gran potencia de cálculo, almacenamiento, velocidad de comunicación (es decir, banda ancha), miniaturización y capacidad de almacenamiento y recuperación de datos para tener lugar. Los ordenadores actuales, incluso los smartphones que llevamos en el bolsillo, son millones de veces más potentes que el primitivo ordenador que en 1969 llevó al Apolo 11 a la Luna, aterrizó allí y trajo de vuelta a la Tierra a tres astronautas. Además, las comunicaciones por internet o en la nube han experimentado un increíble aumento de la velocidad y una reducción de la latencia: son más de 33,33 millones de veces más rápidas que hace unas décadas2. Del mismo modo, los chips de ordenador, que tenían un par de miles de circuitos en los años 70, tienen ahora miles de millones. Los importantes avances del software permiten ahora el aprendizaje automático y profundo, es decir, la capacidad de los programas informáticos de aprender y reescribir el propio código para llegar más rápidamente a la respuesta correcta. Además, los macrodatos, la capacidad de almacenar enormes volúmenes de datos y recuperarlos rápidamente, también han sido fundamentales para conseguir la potencia necesaria para ofrecer IA.

Fases de la IA

Las mejoras en informática y en las comunicaciones necesarias para la IA seguirán produciéndose a gran velocidad. A medida que evolucionen tecnologías como la computación cuántica, el diseño avanzado de chips y las mejoras en los algoritmos de software, vamos a experimentar avances que harán que la IA actual parezca un juego de niños. Los informáticos especializados en IA han definido tres grandes fases (véase a continuación) de la evolución de la IA; actualmente nos encontramos en la fase 1.

La Singularidad es ese momento conceptual, en algún momento de nuestro futuro, en el que la inteligencia y el razonamiento de los sistemas informáticos serán exactamente iguales a los de la mente humana. El momento en el que lo conseguiremos abre un debate entre los expertos: algunos dicen que llegará muy pronto, entre 2045 y 2060, mientras que otros afirman que faltan siglos para lograrlo. La llegada de los ordenadores cuánticos, que utilizan la física cuántica para permitir que los ordenadores resuelvan ecuaciones complejas miles de millones de veces más rápido que los superordenadores más rápidos que hay hoy en día, nos ayudará a conseguirlo. Los ordenadores cuánticos, que antes se consideraban algo imposible o lejano, se están desarrollando hoy en día. El inmenso poder computacional alimentará la IA para llevarla a la Inteligencia General Artificial, o incluso a la Singularidad.

La IA en la odontología y la sanidad

La IA ha llegado a la sanidad en un momento crucial y crítico. Todos sabemos que necesitamos soluciones a los problemas reales asociados a la escasez de profesionales sanitarios, el envejecimiento de la población, la necesidad de mejorar el acceso, especialmente a las poblaciones que se encuentran alejadas, reducir los costes y mejorar los resultados. El alarmante aumento de la prevalencia de las enfermedades crónicas reclama la adopción de soluciones más adecuadas. Aunque la IA no es una panacea, es un ingrediente vital.

Definiciones principales

Antes de analizar las soluciones específicas, hay que entender las definiciones principales que son importantes para el uso de la IA en la sanidad:

1. Sistema de soporte a la toma de decisiones clínicas (CDS): software basado en IA que ayuda a los médicos a realizar diagnósticos y aplicar tratamientos adecuados con precisión y rapidez.

2. Visión artificial: un subconjunto de CDS que comprende software con IA que «lee», analiza e interpreta imágenes, como las radiografías.

3. Internet de las cosas (IoT): este término se refiere a los dispositivos, algunos de ellos de uso cotidiano, que se convierten en «inteligentes» al integrar informática e internet en su interior. Por ejemplo, muchos de nosotros tenemos termostatos en casa. Hoy en día, estos sistemas han incorporado inteligencia y conectividad a internet en los termostatos inteligentes. Nuestros hogares están repletos de estos dispositivos: altavoces inteligentes, cerraduras de puertas, luces, sistemas de seguridad, abridores de puertas de garaje, etc. A continuación, analizaremos cómo el IoT está adquiriendo importancia en la sanidad.

4. Procesamiento de Lenguaje Natural (PLN): se trata de la capacidad de los ordenadores para entender y responder a textos conversacionales o a la voz. Cada vez que se interactúa con un sistema de chat inteligente en internet, por ejemplo, un intercambio de textos de atención al cliente en el que se «habla» con un ordenador como si fuera una persona, o se pregunta a Google o Siri por el tiempo que hará mañana, se está interactuando con sistemas de PLN.

La IA en odontología

Ahora que tenemos algunos conocimientos sobre lo que es la IA, vamos a centrar nuestra atención en algunas de las muchas formas en que se está implementando para resolver los desafíos en la odontología y la atención dental.

Internet de las cosas (IoT):

Como hemos definido este término anteriormente, ahora podemos ver algunos ejemplos del mundo real:

- Cepillos de dientes inteligentes: estos innovadores dispositivos hacen que nuestros cepillos de dientes sean «inteligentes» al incorporar sensores y conectividad Bluetooth en cepillos de dientes eléctricos y manuales. En la actualidad, estos sensores registran cuánto tiempo hay que cepillarse, con qué frecuencia, si la inclinación es adecuada, si se salta algún diente y con qué frecuencia se cambia el cabezal del cepillo. Estos datos se envían a una aplicación de smartphone que los analiza y presenta. Lo realmente emocionante es que los datos, con la aprobación de la persona, se pueden transmitir al software de la clínica dental y correlacionarse de forma inteligente con el registro dental electrónico. Esto proporciona un contexto valioso a los datos, correlacionando los hábitos y el cumplimiento de la higiene bucal con los resultados, y permite al profesional odontológico y al paciente analizarlos juntos y hacer cambios para mejorar la salud bucodental. En el futuro, se incorporarán otros sensores que analizarán la saliva en busca de biomarcadores como indicadores tempranos de enfermedades dentales y sistémicas.

- Sensores dentosoportados: estos dispositivos, algunos de los cuales parecen bandas de ortodoncia, se colocan de forma semipermanente en la boca y analizan continuamente el entorno bucal en busca de afecciones y biomarcadores. Los datos se envían de forma inalámbrica a servidores alojados en la nube para su análisis y elaboración de informes para el paciente y los profesionales sanitarios.

- Inventario digital: mediante la visión artificial, contenedores con sensores basados en el peso y el software, estos dispositivos detectan el uso de los suministros y pueden realizar automáticamente pedidos para reponerlos. Además, el software analítico basado en IA estudia los patrones de uso para predecir cuándo hay que volver a pedir el producto.

- Sistemas de monitorización de equipos: al colocar sensores sobre, dentro o cerca del equipo dental, por ejemplo, compresores, sistemas de vacío, etc., y al hacer que esos sensores comuniquen los datos a los servidores alojados en la nube y a los expertos de mantenimiento, cumplimos la promesa de interceptar los fallos críticos de los equipos al detectar cuándo empiezan a deteriorarse. Próximamente, los sistemas de aprendizaje automático predecirán la vida útil de los dispositivos y las piezas, y darán lugar a una sustitución profiláctica para prolongar la vida de los equipos.

Diagnóstico por imágenes

Esto está empezando a tomar presencia en la odontología de manera importante y es muy emocionante. El software de visión artificial con IA puede «leer» radiografías y otras imágenes dentales, detectar posibles patologías y hacer recomendaciones sobre el tratamiento. Se trata de un ejemplo perfecto de apoyo a la toma de decisiones clínicas: la utilización de sistemas de IA para ayudar al profesional odontológico a diagnosticar la patología y las opciones de tratamiento y a tomar mejores y más rápidas decisiones. El objetivo es detectar los problemas de forma más fiable y temprana. Hoy en día, esta tecnología se utiliza para el diagnóstico y el trámite de seguros médicos. Pronto se utilizará para ayudar a los profesionales odontológicos a planificar completamente los tratamientos de prótesis complejas, implantes, ortodoncia y otros tipos de casos.

RA y RV

La realidad aumentada (RA) o mixta permite proyectar imágenes y anotaciones sobre lo que vemos. Por ejemplo, digamos que se están pegando brackets de ortodoncia. El uso de gafas de realidad aumentada puede proyectar la imagen de dónde colocar exactamente el bracket sobre la imagen del diente del paciente. Además, pronto nos pondremos estas gafas para que los fabricantes de equipos puedan ver lo que nosotros vemos, por ejemplo, un dispositivo que falla. El equipo de atención al cliente puede guiarle a distancia en las pruebas o incluso en reparaciones sencillas dibujando imágenes en las gafas.

Robótica

Los robots quirúrgicos con IA ya se utilizan en odontología para la cirugía de implantes. En un futuro, los robots cortarán coronas, prepararán cavidades, colocarán brackets de ortodoncia, realizarán profilaxis dental y mucho más.

Simulación

Los estudiantes de odontología podrán aprender pronto los procedimientos dentales del mismo modo que los pilotos aprenden a pilotar un avión. Estos simuladores permiten aprender haciendo un procedimiento una y otra vez, con un software que guía y enseña al estudiante en tiempo real y comunica los resultados al profesorado. La simulación también permite a los profesionales comprender cómo se llevan a cabo las distintas opciones de tratamiento. Por último, permite a los pacientes realizar una simulación utilizando imágenes de sus propios dientes, mostrándoles cómo serán y quedarán después de un procedimiento como los alineadores, el blanqueamiento dental, los implantes, los empastes de coronas, etc.

Fabricación bajo demanda

El software con IA puede enviar instrucciones detalladas a las tecnologías aditivas (impresoras 3D) y sustractivas (fresadoras) para diseñar y crear prótesis dentales, alineadores, guías quirúrgicas, etc.

Diagnóstico temprano y biomarcadores

La IA promete revolucionar realmente la sanidad al ser capaz de buscar una «aguja en un pajar» biológico, realizando biopsias líquidas. Estos sistemas avanzados pueden detectar biomarcadores, proteínas y otros elementos presentes en nuestra sangre, orina o saliva, para indicar la presencia de una enfermedad en una fase muy temprana, a veces antes de que aparezca una lesión. Esto permite a los profesionales odontológicos y sanitarios reducir la mortalidad y la morbilidad. Imagine poder detectar fácilmente, y en pocos minutos, la diabetes, el cáncer y otras enfermedades graves en los pacientes dentales. Estas pruebas también pueden detectar nuestro riesgo genético de desarrollar enfermedades dentales y sistémicas en el futuro.

Medicina de precisión y odontología

Posiblemente no haya un campo más fascinante que este dentro de la asistencia sanitaria y con el potencial de ofrecer avances tan importantes. El ejemplo más inmediato de esta tecnología son las vacunas de ARNm que se están utilizando para controlar la pandemia de la COVID. Con esta tecnología, el ADN y el ARN pueden construirse mediante «procesadores de texto» especializados en IA y utilizarse después para diagnosticar o curar enfermedades. Estas tecnologías también pueden recomendar, crear rápidamente y suministrar soluciones terapéuticas dirigidas a la genética específica de una persona o al perfil específico de un cáncer. El objetivo de estos tratamientos es revitalizar los dientes no vitales, desarrollar nuevos materiales y tratamientos dentales que puedan evolucionar la asistencia, mejorar los resultados y reducir los costes.

Conclusión

Las anteriores son solo algunas de las innumerables aplicaciones de la Inteligencia Artificial que se avecinan o que ya están aquí. La odontología y toda la atención sanitaria están experimentando una revolución en el diagnóstico eficaz de las enfermedades y en la prestación de una asistencia más predecible y con mejores resultados.

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También puede consultar el número 70 de DM El Dentista Moderno