Algoritmos que mimetizan a los expertos en optometría

En la Fundación Innovación Bankinter estamos muy orgullosos de los alumni que han participado en nuestro programa Akademia. El programa cuenta con un diseño e implementación que lo hace único: desde el proceso de selección de alumnos, pasando por el contenido de las sesiones y acabando en los docentes que las imparten.

Esto hace que los alumni sean personas con pasión por la innovación y con muchas ganas de aportar nuevos puntos de vista y nuevas soluciones en sus respectivos campos. En esta ocasión entrevistamos a Andrea Gil, que estudió Ingeniería Biomédica en la universidad Carlos III de Madrid y tiene un Máster en Robótica y Automatización por la misma universidad. Actualmente compagina su trabajo con los estudios de Doctorado Industrial en Ingeniería Informática y Telecomunicaciones en la Universidad Autónoma de Madrid.

Andrea trabaja en PlenOptika, como Ingeniera Líder de Algoritmos, en el campo de la oftalmología, desarrollando algoritmos de inteligencia artificial (IA) para realizar diagnósticos de los principales defectos visuales que se utilizan en la prescripción de gafas. PlenOptika es una startup creada desde el MIT, especialista en tecnología óptica portátil para detección de deficiencias visuales. Han desarrollado un autorefractómetro portátil que está cambiando la salud visual y la optometría de los países en vías de desarrollo. Existe un amplio sector de la población en estos países, sobre todo en el mundo rural, con deficiencias visuales sin corregir. Y este es el problema que Andrea ayuda a resolver.

A continuación, reproducimos la entrevista que mantuvimos con Andrea:

Tras tu paso por Akademia, ¿cambió tu manera de ver la innovación y cómo llevarla a cabo?

Akademia me resultó muy útil. Quizás no tanto a nivel técnico, pues dado que hay muy distintos perfiles de estudiantes, no se profundiza mucho en técnicas de inteligencia artificial, pero sí en cómo abordar y aplicar la innovación para resolver un problema específico de la sociedad. Las ponencias con expertos en distintas áreas son muy inspiradoras, y te permiten conocer el estado del arte de otras tecnologías en las que no estaba familiarizada.

El proyecto práctico que tuvimos que desarrollar en Akademia te permite ponerte en la tesitura de cómo enfrentar un problema concreto y te aporta claves muy importantes en cuanto a la metodología de innovación para abordar un problema.

¿Qué es lo que más te gustó del programa?

Conocer a los profesores y a los mentores expertos en distintos temas, por un lado, y la red de contactos que se crea entre los alumnos. Conocer compañeros de otras ramas te permite tener nuevas perspectivas y abrir tu mente a cómo ve otra persona de otro campo el mismo problema.

Una vez acabaste la carrera de Ingeniería Biomédica y cursando Akademia, te decidiste por hacer un doctorado industrial en el campo de la oftalmología, ¿cómo surge la decisión? ¿en qué estás trabajando?

Cuando cursé Akademia estaba también haciendo el Máster de Robótica y ya estaba trabajando en la startup en la que estoy ahora. Entré en PlenOptika en cuarto de carrera para hacer mi proyecto de fin de carrera. El proyecto me resultó muy interesante porque se trataba de aplicar los conocimientos que había adquirido en Ingeniería Biomédica a un dispositivo médico portátil que permite prescribir gafas. El dispositivo creado por PlenOptika, QuickSee, lleva desarrollándose desde 2010, primero desde el MIT y luego ya desde la startup surgida del MIT. El gran atractivo del proyecto para mí es que, según la OMS, hay más de 2.200 millones de personas en el mundo con una discapacidad visual y más de la mitad se podrían haber prevenido si se llega a hacer un diagnóstico a tiempo.

Las discapacidades visuales más comunes son los errores refractivos, esto es, la miopía, la hipermetropía y el astigmatismo. En PlenOptika se ha desarrollado un instrumento llamado auto refractómetro, con la particularidad de que es portátil. Con este aparato se pueden detectar los problemas de refracción de un paciente en pocos segundos e incluso, se puede detectar la graduación aproximada que necesitaría para corregir los problemas de visión. El objetivo de nuestro desarrollo es poder proveer de instrumentos portátiles y fáciles de manejar a ONGs para su uso en países en vías de desarrollo, que es donde se concentran el 90% de las discapacidades visuales que podrían corregirse y no se corrigen. Por otro lado, el instrumento debe ir un paso más allá en funcionalidad, porque en esos países hay una enorme escasez de optometristas.

En definitiva, el proyecto me encanta porque aplico mis conocimientos a un proyecto puntero con un gran componente social. Ahora mismo soy la ingeniera líder de los algoritmos que van dentro de este dispositivo.

¿Cómo ayudan los algoritmos de IA en temas de óptica y/o optometría?

Al final, el objetivo de mi trabajo está muy en línea con lo que nos enseñó en Akademia Fernando Alfaro: ¿cómo soy capaz de mimetizar al experto? El proyecto que estoy desarrollando trata de mimetizar a los mejores optometristas. En los países desarrollados, se hace una prueba objetiva, que se hace con un auto refractor, que aporta a los optometristas un punto de referencia. Y luego se hace un segundo proceso, que se llama de refracción subjetiva, donde el paciente dice con qué tipo de lente se siente más cómodo en pruebas de agudeza visual. Nuestro instrumento debe mimetizar al máximo una refracción subjetiva, de manera que los 3 números finales que se dan en una prescripción (esfera, cilindro y eje) sean lo más parecidos posibles a los que daría un experto.

Los algoritmos que desarrollo intentan mejorar y optimizar los parámetros para que el resultado de nuestro instrumento se parezca lo máximo posible al que daría un experto. El problema que nos encontramos es que en el mundo de la optometría el gold standard (término que en Medicina se usa para referirse a los tests de fiabilidad máxima dentro de una serie de condiciones específicas) no es muy preciso. Entre dos optometristas expertos podemos obtener diferencias de media dioptría e incluso de 0.75 dioptrías. Así que ahora trabajamos en aumentar la precisión en el diagnóstico, dentro de los rangos posibles.

Para probar los algoritmos y poder sacarlos al mercado hay que disponer de muchos ensayos clínicos y de bases de datos de muchos pacientes. Nuestros ensayos clínicos los hacemos habitualmente con el Hospital Universitario Fundación Jiménez Díaz en España y con el Hospital Johns Hopkins en EE.UU. Para ciertas enfermedades como el queratocono, realizamos ensayos particulares. La otra fuente de datos viene de nuestros propios dispositivos, que recaban datos de países en vías de desarrollo y que nos envían las ONGs que los utilizan.

¿Cómo te has formado en el campo de los algoritmos y te has convertido en experta en IA?

Al final, se trata de estar siempre aprendiendo. Considero que puedo seguir aprendiendo en cómo mejorar los programas y los algoritmos. Además de ciertas asignaturas de la carrera, apuntarse a un curso como Akademia te aporta distintas perspectivas de cómo abordar un problema y metodología de innovación.

Practicar, leer muchos artículos científicos y seguir haciendo cursos, son las claves para ir conociendo herramientas nuevas y nuevas formas de enfocar las soluciones. Por otro lado, es fundamental el trabajo en equipo: cuando compartes los retos con tus compañeros, se acaban encontrando soluciones mucho mejores que de manera individual.

¿Qué consejo le darías a las personas que quieren aprender a hacer algoritmos y no tienen experiencia previa?

Dicho lo anterior, lo mejor es formarse en cursos, de más generales a más especialistas. Para formarte en tratamiento de datos o procesamiento de imágenes, debes buscar cursos específicos. Y no dejar de leer:  se publican cosas interesantes todos los días, que despiertan tu ingenio y tu imaginación. Rodearte de personas que saben más que tú en un tema concreto o que te aportan puntos de vista diferentes, también es muy enriquecedor.

En el campo de la algoritmia, ¿se pueden patentar los algoritmos? ¿tienes tú alguna patente o idea de patentar algún algoritmo?

Sí se puede. De hecho, en el Doctorado hice un algoritmo que está en proceso de patente: el dispositivo QuickSee de PlenOptika hace vídeos de los ojos de los pacientes. De las distintas imágenes que se obtienen del vídeo, y usando la Función de Dispersión Puntual (PSF), el algoritmo simula cómo vería un paciente con una corrección u otra. Combinando las simulaciones de cómo vería el paciente con la información dinámica del dispositivo, el algoritmo es capaz de obtener una prescripción optimizada.

¿Cuáles son tus planes de futuro? ¿especializarte en el campo de la salud o aplicar tus conocimientos en otros sectores?

El campo de la salud me gusta mucho y me interesa mucho. Con la pandemia se ha demostrado la necesidad de invertir cada vez más en investigación para mejorar la salud de la población y quiero estar ahí, en la intersección entre salud y digitalización; en la investigación y desarrollo en Salud Digital. Lo que me gusta es resolver problemas programando y creando algoritmos. Si es en el campo de la salud, mejor todavía.

¡Muchas gracias, Andrea! ¡Y muchos éxitos!

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