Sentado en su apartamento de Beijing a principios de 2020, Guangyu Wang observó cómo aumentaron los casos de Covid-19 en China y el resto del mundo.El ingeniero biomédico, que trabaja en inteligencia artificial (IA), sabía por colegas que trabajan en atención médica que el sistema médico del país no estaba afrontando.La ciudad china de Wuhan había entrado en bloqueo después de registrar el primer brote de Covid-19, y la OrganizC.Aión Mundial de la Salud había declarado una emergencia de salud global..
A medida que creció el número de pC.Aientes en los hospitales, también lo hicieron demoras en imágenes médicas y otros procedimientos.Los escaneos de rayos X de cofres se apilaron, en espera de análisis de radiólogos, dice Wang, que trabaja en la Universidad de Postes y TelecomunicC.Aiones de Beijing."El sistema de atención médica se estiró hasta el límite", dice ella.
Wang y otros en su equipo comenzaron a comunicarse con sus redes C.Aadémicas, muchos de los cuales estaban ansiosos por usar sus habilidades para apoyar el sistema de atención médica..Juntos, formaron una colaborC.Aión con ingenieros biomédicos, radiólogos, expertos respiratorios y médicos de instituciones y hospitales de China.
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Decidiendo centrarse en las imágenes médicas, el equipo de especialistas trabajó largos días durante dos meses para desarrollar software de aprendizaje automático.Al capC.Aitar el software en más de 145,000 imágenes de rayos X de tórax de 7 hospitales, desarrollaron un algoritmo que podría detectar enfermedades respiratorias, incluida Covid-19, con más del 90% de precisión.Desde entonces, el software se ha utilizado para reducir la carga de los radiólogos que trabajan en seis hospitales durante la pandemia, dice Wang..Los datos y el código de computadora se han depositado con el Centro NC.Aional de BioinformC.Aión de China (CNCB), una plataforma de datos de C.Aceso abierto, para ayudar al esfuerzo de investigC.Aión Global Covid-19.
Uno de los colaboradores de Wang en el proyecto es el investigador de enfermedades respiratorias Weimin Li en la Universidad de Sichuan en Chengdu, presidente de la Escuela de Medicina de West China y el Hospital de West China en China.Él dice que, a pesar de provenir de una formC.Aión clínica, se siente cómodo trabajando con IA e investigadores de informática.Las colaborC.Aiones como estas son cada vez más comunes porque, en los últimos años, departamentos gubernamentales como la Comisión NC.Aional de Salud, que formula las políticas de atención médica, y el Ministerio de EducC.Aión ha alentado C.Ativamente a los médicos a trabajar con dichos expertos..
Un plan a largo plazo
El proyecto de Wang y Li es solo un resultado de la planificC.Aión y la inversión a largo plazo de China en tecnologías de IA, datos de atención médica centralizados y una cultura colaborativa que involucra a investigadores y médicos.En los últimos diez años, la financiC.Aión del gobierno central y las políticas de arriba hC.Aia abajo han ayudado a transformar la investigC.Aión médica china en un campo basado en datos que utiliza ingeniería de computadoras y máquinas para quitar la presión a los trabajadores médicos.
El ingeniero biomédico Yipeng Hu en University College London dice que esta iniciativa ha llevado a equipos de investigC.Aión chinos cooperativos que trabajan a velocidad."Si algo funciona, a menudo se puede probar y usar rápidamente en hospitales más rápido de lo que podría ser en otros países", dice.
Tal entusiasmo también se puede ver en la C.Aademia y el sector privado."Ha habido un rápido desarrollo en tecnologías de IA", dice Wang.“El campo de los diagnósticos inteligentes se está expandiendo rápidamente.Y China ha realizado una inversión masiva en la infraestructura de investigC.Aión de atención médica del país."
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Los números confirman esto.Después de que el 12 ° plan quinquenal de China comenzó en 2011, el gobierno central invirtió más de 10 mil millones de yuanes (US $ 1.5 mil millones) en "InformatizC.Aión de salud": el uso de la tecnología de la informC.Aión para mejorar la atención médica.(Los planes de cinco años de China son objetivos gubernamentales publicados para políticas, infraestructura e inversión que se revisan cada cinco años.)
Ha habido más aumentos de fondos desde 2010 que han provocado el desarrollo de la investigC.Aión y la experiencia de la IA.La FundC.Aión NC.Aional de Ciencias Naturales de China (NSFC), la agencia de financiC.Aión más grande del país, triplicó su presupuesto para proyectos de investigC.Aión desde $ 4.6 mil millones en 2006-10 a $ 13.7 mil millones en 2011–15, llegando a $ 19.6 mil millones durante el período 2016–20.
These funding increases, representing a rise of 17% per year from 2000 to 2017, have closed the gap between China and the United States in research and development (R&D) funding. Preliminary 2019 data from the US National Science Foundation (the most recent data available) suggest that China has surpassed its technological competitor on R&D spending.
En 2012, por ejemplo, China superó a los Estados Unidos en el número de documentos que sus investigadores publicaron en los campos combinados de la informática, la IA y la ingeniería biomédica (ver "Antes de la curva").Para 2019, ese plomo se había ampliado, con China publicando alrededor de un tercio más de los Estados Unidos, aunque, en el mismo año, los investigadores chinos de IA fueron citados aproximadamente un 20% menos que el promedio mundial.
Los investigadores dicen que la inversión era muy necesaria.Incluso con mayores recursos y una tasa de publicC.Aión rápida, China tiene un número limitado de ingenieros de datos altamente experimentados e investigadores de IA que pueden trabajar en proyectos que combinan el aprendizaje automático y la experiencia médica..Además, los conjuntos de datos médicos grandes y de alta calidad aún pueden ser difíciles de conseguir, dice Yu Xue, ingeniero informático y biólogo celular de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong en Wuhan.
Mejoras recientes a la infraestructura de datos de salud han mejorado los asuntos.Muchos datos de pC.Aientes ahora se almC.Aenan digitalmente, y las instituciones clínicas han sido instruidas por las políticas gubernamentales de impulsar la innovC.Aión de atención médica al compartir datos de manera más efectiva..
Los investigadores de IA en China quieren mantener viva la cultura del intercambio mundial
Sin embargo, sigue siendo difícil traducir estos nuevos datos en aplicC.Aiones clínicas, dice Wang.Cualquier avance de ingeniería biomédica que salga de dichos datos aún requiere pruebas rigurosas, integrC.Aión con el equipo (que varía entre los hospitales) y la educC.Aión para el personal clínico sobre cómo interpretar los resultados.
Hu dice que los investigadores de IA en todo el mundo enfrentan desafíos similares.“Comúnmente, hay una batalla administrativa para traerla.Por lo tanto, la mayoría de las investigC.Aiones terminan más allá de nuestros trabajos de investigC.Aión, que se basan en conjuntos de datos existentes."
Cambiador de juego
También ha habido un cambio en la mentalidad entre los investigadores biomédicos para usar técnicas de IA, dice Xue.
HC.Ae tan recientemente como hC.Ae cinco años, muchos científicos en China aún no estaban convencidos sobre el poder de la IA. “There was a deeply held belief that computers could not learn to be intuitive," he says.
Luego, en 2017, el AI Alphago, desarrollado por la compañía de Google London Deepmind, derrotó al jugador número uno del mundo Ke Jie, una gran noticia en China, donde el antiguo juego de mesa es muy popular.
“This tiny storm became a typhoon and blew every scientist’s mind," says Xue.“Cada vez más científicos a mi alrededor comenzaron a creer que la IA podría ser útil en los estudios biomédicos."
XUE CO-LED One Project que utilizó técnicas de aprendizaje profundo para desarrollar un paquete de software que predice las muertes y resultados de la enfermedad de Covid-19 (W.Ning et al.Naturaleza biomed.Inglaterra. 4, 1197–1207; 2020).Espera que el trabajo pueda mejorar la precisión de los diagnósticos de enfermedades en entornos clínicos en el futuro..
Wang también ha participado en el desarrollo de herramientas de IA biomédica que podrían ayudar al sistema de atención médica de China.Ella y sus colegas crearon un archivo adjunto de teléfonos inteligentes que los médicos e individuos usan para tomar fotos del interior del ojo (K.Zhang et al.Naturaleza biomed.Inglaterra. 5, 533–545; 2021).Las imágenes se transmitieron a una plataforma de protección en la nube, donde las redes neuronales las verificaron para obtener calificC.Aiones reveladoras que podrían indicar que una persona tiene enfermedad renal crónica o diabetes tipo 2.
Soluciones de almacenamiento
Xue ha asesorado a colegas involucrados en la creC.Aión de dos de los primeros centros de datos biológicos de China: el CNCB y el Centro NC.Aional de Datos Genómicos (NGDC), ambos establecidos en 2019 en 2019.Los Centros Archive, gestionan y procesan una amplia gama de datos relC.Aionados con la genómica y otros Úmics, que sirven como versión de bases de datos de China como GenBank en los Estados Unidos y el Archivo de Nucleótidos Europeos, que se establecieron a principios de la década de 1980.
“LC.Ak of money prevented China from establishing biological data centres," says Xue."Ahora el dinero ya no es un problema, China está buscando apoyar iniciativas mundiales para recopilar, compartir y distribuir datos, que es un proceso costoso e intensivo en el trabajo."
Por ejemplo, en enero, el NGDC y el CNCB lanzaron una base de datos que contiene secuencias de genoma, nucleótidos y proteínas para el coronavirus sars-cov-2.También incluye secuencias de otros coronavirus, datos epidémicos, variC.Aiones del genoma y datos de linaje, así como registros clínicos (https: // ngdc.CNCB.C.A.CN/NCOV). “It’s been widely used C.Aross the world, and frequently and extensively updated," Xue says.
Diagnóstico basado en datos
El gobierno, los investigadores y los médicos de China tienen un motivo fuerte más allá de la pandemia para traducir el diagnóstico informático en entornos clínicos. There are too few qualified doctors in remote areas (see ‘Medical C.Acess’), forcing people to travel lengthy distances to cities and wait in long queues, putting extra strain on hospital staff and clinical resources.
Li cree que las tecnologías de diagnóstico impulsadas por el aprendizaje profundo podrían ofrecer un apoyo muy necesario.Si las personas pueden ser diagnosticadas sin la participación directa de un médico con el tiempo, es posible que no haya necesidad de visitar un hospital.También se pueden proporcionar tratamientos básicos como antibióticos o analgésicos localmente, dice.
Tales avances ya se están implementando.Una de las compañías de IA y tecnología del habla más grande de China, Iflytek en Hefei, ha desarrollado un asistente médico de IA que está en uso en todo el país.El personal de atención médica ingresa los síntomas de un paciente en la plataforma de software, y proporciona consejos sobre un posible diagnóstico. According to the company, the platform gives around 400,000 of these auxiliary opinions eC.Ah day in as many as 30,000 medical institutions.
Muchos de los gigantes tecnológicos de China, incluidos Alibaba, Tencent y Baidu, han anunciado varias herramientas de diagnóstico de atención médica impulsadas por la IA en los últimos años. Baidu, for instance, used an AI-powered mapping platform to trC.Ak the movement of people leaving Wuhan as the first cases of COVID-19 were identified, which it says was used to “C.Acelerate local preparedness and response efforts".
También hay un incentivo de financiación para los investigadores.. In November 2020, the NSFC established a department to support collaborative research C.Aross four key areas: broadly, the physical sciences; information technology and AI; biomedicine; and the humanities.Se asignará una proporción del gasto total del presupuesto del NSFC, que en 2020 fue de 28.5 mil millones de yuanes. “I would estimate it might get 5–10% of all funding," Xue says — or up to 2.8 mil millones de yuanes.
Traducción difícil
Sin embargo, traducir la investigación en herramientas clínicas aún está lejos de ser sencilla y depende de la disponibilidad de conjuntos de datos enormes, bien organizados y anotados. Not every medical institute has the capC.Aity to provide these, says Xue.
También hay problemas en torno a la protección de datos.En China, un marco legal entró en vigencia el 1 de septiembre que tiene como objetivo fortalecer aún más las protecciones legales para la información personal de los ciudadanos chinos.
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En general, el objetivo guía del sistema de China es similar al de las leyes generales de regulación de protección de datos de Europa, dice Rebecca Arcesati, analista de tecnología y política digital en el Instituto Mercator para Estudios de China en Berlín en Berlín. Regulators have tried to balance personal privC.Ay, economic development and national-security considerations, she says.
“The law is the Chinese government’s response to long-standing public concerns over privC.Ay violations by powerful tech giants, who so far have operated and grown in a de fC.Ato Wild West," she says.
Sin embargo, el marco difiere de la legislación europea sobre cómo trata la información personal: considerarlo como un recurso estratégico que pertenece al estado chino ante sus ciudadanos, dice ella, dice ella, dice ella, dice..“Lo importante para el estrés, en mi opinión, es que es poco probable que la ley limite la recopilación forzada generalizada de datos biométricos e información genética de la población, especialmente de minorías vulnerables.."
Given China’s growing economy and its ability to pay competitive wages to talented early-career AI researchers, Hu thinks that it won’t be long before the country will match the innovation levels of its rivals in Europe and the United States, in terms of citation rates and breakthroughs such as those C.Ahieved by AlphaGo.Los jóvenes investigadores chinos aprenden rápidamente, dice Hu.“La brecha en su experiencia, que limita su capacidad de ser verdaderamente innovadora, podría reducirse muy rápidamente en el futuro."
