Presentan un novo sistema capaz de calcular automaticamente a idade e o sexo dunha persoa a partir de radiografías dentais
A investigación desenvolvida por Nicolás Vila no Centro Singular de Investigación en Tecnoloxías Intelixentes da USC (CiTIUS) logrou demostrar a eficacia dunha serie de sistemas de Intelixencia Artificial baseados en técnicas de aprendizaxe profunda (Deep Learning) para predicir a idade e o sexo a partir dunha radiografía dental panorámica de xeito automático, rápido, fiable e explicable. A experimentación tamén validou a idoneidade destas estruturas esqueléticas individuais (mandíbula e dentición) no proceso de cálculo.
“O primeiro foi desenvolver unha metodoloxía para estimar a idade e o sexo a partir da radiografía completa, un paso preliminar que nos permitiu acadar unha precisión superior á dos métodos existentes”, explica Nicolás Vila. “Empregamos métodos baseados en mapas de calor para determinar as rexións da radiografía máis relevantes cando tratamos de estimar a idade”, prosigue o autor da tese. “Deste xeito, confirmamos o coñecemento adquirido nos estudos clínicos previos, que afirmaban que a rexión dental é a que máis inflúe na predición final”, afirma o investigador posdoutoral. O traballo, dirixido polas científicas María José Carreira e Inmaculada Tomás, contou tamén coa colaboración das odontólogas Paulina Varas e Ángela Aneiros.
Papel crucial en procesos legais
Determinar o sexo e estimar a idade cronolóxica dunha persoa —ou o que é o mesmo, calcular en anos, meses e días o tempo transcorrido dende o seu nacemento ata o momento actual da súa vida— son tarefas fundamentais nunha ampla gama de disciplinas científicas. A máis coñecida delas é a identificación de restos humanos malia que o seu uso xoga tamén un papel crucial noutros moitos ámbitos, como a validación de partidas de nacemento en casos de adopción, ou a determinación da maioría de idade de persoas indocumentadas inmersas en procesos legais.
Unha das rexións anatómicas máis relevantes usadas neste proceso é a cavidade oral, xa que contén certas estruturas moi útiles, como os dentes e a mandíbula. Tradicionalmente, a medición destes elementos facíase directamente sobre o óso. O uso de radiografías mellorou o proceso coa axuda de ferramentas informáticas de anotación, mais o labor de anotación seguía a ser semi-supervisado, o que requiría dunha persoa experta para a súa validación. Tratábase, así, dunha operación lenta, custosa e condicionada pola subxectividade da intervención humana, o que nalgúns casos chegaba a facer o proceso inabordable, tal e como explican dende o equipo investigador que acaba de desenvolver esta innovadora metodoloxía.
Sistema automático
A segunda fase da investigación no marco desta tese de doutoramento, consistiu no deseño dun sistema completamente automático para detectar nas radiografías o contorno mandibular e caracterizalo posteriormente en forma e tamaño. Os resultados deste novo método demostraron que os cambios ao longo da vida na forma da mandíbula son útiles para establecer a idade cronolóxica dun suxeito, mentres que o tamaño resulta indispensable para diferenciar entre homes e mulleres. A profesora Inmaculada Tomás resalta que “o novo sistema é compatible con calquera outra práctica odontolóxica que requira caracterizar a mandíbula, como a cuantificación da asimetría mandibular ou a planificación de cirurxías ortognáticas, entre outras”.
Por último, o equipo de traballo desenvolveu unha nova metodoloxía para detectar as pezas dentais presentes na radiografía, co obxectivo de usalas no proceso de estimación. A investigadora María José Carreira explica como “tras estimar a idade e o sexo de cada dente por separado, as predicións individuais resultantes combínanse, para obter unha única estimación global”. “Grazas a esta integración temos un sistema altamente explicable, xa que en todo momento é posible saber en que dente confiar máis, e en cal menos”, destaca a investigadora do CiTIUS. Ademais, e para reforzar esta capacidade de interpretación, o sistema proporciona mapas de calor adicionais, destinados a avaliar as zonas de cada dente que máis inflúen na predición final.
Os resultados acadados ao longo desta tese superaron aos traballos previos por unha gran marxe, datos que acreditan a utilidade da metodoloxía desenvolvida. Os investigadores destacan tres beneficios fundamentais das novas tecnoloxías: “son altamente precisas á hora de determinar a idade e o sexo, reducen dramaticamente os tempos e a subxectividade das estimacións manuais, e son altamente explicables, o que facilita a súa implantación en escenarios reais”, conclúen.
