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Ciencia UANL Universidad Autónoma de Nuevo León rciencia@mail.uanl.mx ISSN (Versión impresa): 1405-9177 MÉXICO 2005 Vidal Díaz Prado INFORMACIÓN BIOMÉDICA. UN ÁREA TECNOLÓGICA CON FUTURO Ciencia UANL, julio-septiembre, año/vol. VIII, número 003 Universidad Autónoma de Nuevo León Monterrey, México pp. 379-384 mailto:rciencia@mail.uanl.mx http://www.redalyc.org/ CIENCIA UANL / VOL. VIII, No. 3, JULIO-SEPTIEMBRE 2005 379 Información biomédica. Un área tecnológica con futuro INNOVACIÓN Y TECNOLOGÍA VIDAL DÍAZ PRADO Tradicionalmente los científicos del campo de la biotecnología y medici- na se caracterizaron por su “ciberfobia” a las nuevas tecnologías, pero la nueva generación de investi- gadores ha roto dicho estereotipo, con el objetivo de lograr avances en cam- pos ligados a la informática. Actual- mente son pioneros en la bioinformá- tica y en el desarrollo de interfaces entre el cerebro y la computadora. Los avances tecnológicos más apasionan- tes que se gestan en estas especiali- dades son: los cuidados sanitarios electrónicos, la biología sintética y diagnósticos ultrasensibles a través de nanotecnología.1 La informática biomédica (IBioMed) pretende unir disciplinas como biología, medicina e informáti- ca, tradicionalmente distantes, y coadyuvar a la explotación del espec- tro de información y conocimiento que en torno a éstas se gesta, para desa- rrollar un mejor proceso de innova- ción, ya sea conjunta o aisladamen- te. Asimismo, generar un incremento en la productividad de actividades de investigación sobre el cáncer, geno- ma humano, epidemias, etc. Desde el principio de las ciencias y de la producción del conocimiento a través de imágenes y de manera explicita en textos, los medios formal- simbólicos han sido utilizados en la representación y producción del co- nocimiento. Por lo tanto, dado que gran parte de la información médica se constituye por imágenes biomédi- cas digitales o análogas, producidas en diferentes modalidades como tomografía computarizada, resonan- cia magnética, radiografía computarizada, exámenes de medi- cina nuclear y ultrasonido, entre otras, la IBioMed encuentra gran aplicabilidad en la administración, manejo, transmisión, recepción y en el análisis tanto de las imágenes bio- médicas como de las tecnologías e innovaciones que en torno a éstas se desarrollen. La función de la IBioMed va más allá de un simple proceso de almacenamiento de imágenes para la representación de información médi- ca. Su función principal se enfoca en el análisis, control y disposición en bases de datos de conocimiento y memorias organizacionales que pos- teriormente serán utilizadas en intranets o en ambientes externos de e-sciences. La computación enlaza a las cien- cias naturales y a la medicina La biomedicina asistida por la com- putación se basa en los principios de las ciencias naturales, en las tecno- logías computacionales y lase comu- nicaciones (TCC). La biomedicina constituye un área prioritaria científi- Fig. 1. Disciplinas que sustentan a la informática biomédica. ´ ´ ´ CIENCIA UANL / VOL. VIII, No. 3, JULIO-SEPTIEMBRE 2005380 INFORMACIÓN BIOMÉDICA. UN ÁREA TECNOLÓGICA CON FUTURO co-tecnológica, su actual desarrollo se relaciona con los avances computa- cionales y las tecnologías de informa- ción emergentes. Esta mezcla de dis- ciplinas pretende potenciar la inves- tigación en áreas como la genómica y postgenómica, así como en la bio- informática (figura1). Asimismo, son prioritarios, en el proceso de conexión de la informáti- ca y la biomedicina, los profesiona- les que seleccionen, extracten, sinte- ticen, codifiquen, clasifiquen y evalúen el conocimiento tácito de la biomedicina y lo coloquen a disposi- ción de los demás como conocimien- to explicito, para que éste sea un apo- yo en la toma de decisiones (tabla I) y satisfaga las necesidades de infor- mación del profesional en cualquiera de las áreas de especialidad de la in- formática biomédica. Desde finales de los noventa ha habido avances en el proceso de en- lace entre datos, conocimientos e in- formación médica, con la finalidad de desarrollar nuevos métodos de apli- cación en la medicina genómica y en otros campos científicos. Actualmen- te, los sistemas computacionales han entrado en campos tecnológicos en los que la mezcla inteligente de dife- rentes disciplinas y la aplicación de un proceso de innovación entre éstas ha hecho que soluciones a necesida- des de información clínica en tiempo real sean, día a día, más suscepti- bles de investigación y desarrollo. Al- gunas de estas soluciones son los sis- temas de GPS (Global Position System), y las soluciones a través de telefonía celular donde pacientes que sufran accidentes o decaimiento po- drán recibir los primeros auxilios, gra- cias a la medición directa y en tiem- po real de sus síntomas de salud. Los sistemas de GPS permitirán saber la posición exacta donde el paciente pudiese haber sufrido un infarto o accidente, y proporcionarán informa- ción clínica confiable y actualizada a los primeros cuerpos de auxilio que atiendan al paciente (figura 2). Al enlazarse la genómica, la in- formática y la medicina se crean áreas innovadoras de investigación y desa- rrollo, donde antes había un estrecho aislamiento y falta de coordinación para lograr objetivos de mutuo inte- rés. Ahora las nuevas disciplinas es- pecializadas se han gestando en tor- no al desarrollo del trabajo conjunto de la informática y la biomedicina. Dichas áreas (figura 1) pueden detallarse de la siguiente manera:2 Medicina basada en la genómica: La medicina genómica es el uso ruti- nario de análisis genotípicos para me- jorar los cuidados de salud del indivi- duo, tiene sus pilares en la capaci- dad de conocer los polimorfismos de los nucleótidos de cada individuo y de modificar su medio ambiente.3 Informática médica: La informá- tica médica (IM) es el conjunto de téc- nicas destinadas a tratar automática- mente la producción, el depósito, la transferencia y la recepción de la in- formación médica, utilizando para ello computadoras, la microelectrónica y otras TCC. Los grandes problemas que se so- lucionan mediante la aplicación de la IM son cinco: recolección de informa- ción, manejo de posibilidades, comu- nicación precisa, búsqueda de datos para avances científicos y aplicación en procesos clínicos. Para la IM, la administración de la información es intrínseca a las prácticas médicas, ya que la informática aliviana la carga del tratamiento de grandes cantida- des de información y coadyuva a los esfuerzos de administrar las tecnolo- gías encaminadas a soluciones óptimas en el campo de cuidados médicos. Bioinformática: La bioinformática, disciplina formada en la frontera de la biología y la informática, aborda la adquisición, almacenamiento, proce- samiento, distribución, análisis e in- terpretación de información biológi- ca, mediante la aplicación de técni- cas y herramientas procedentes de las matemáticas, la biología y la informá- tica, con el propósito de comprender el significado biológico de una gran variedad de datos.4 Algunos grupos científicos en Rei- no Unido, apoyados por su gobierno, trabajan en conjunto en la creación de un registro electrónico de salud para cada paciente existente en el te- rritorio, el cual contendrá el historial CIENCIA UANL / VOL. VIII, No. 3, JULIO-SEPTIEMBRE 2005 381 VIDAL DÍAZ PRADO clínico de todas las enfermedades y tratamientos de dicho paciente duran- te toda su vida, permitiendo con esto no sólo una radical mejora en trata- mientos clínicos futuros, sino facili- tar el trabajo en la investigación genómica. Este proyecto de investi- gación biomédica se denomina CLEF (Clinical e-sience framework) y su tarea principal es desarrollar un re- positorio de información seguro, ge- nérico, de alta calidad, ínteroperable, derivado de registros electrónicos médicos que puedan ser accedidos por investigadores de biociencias o medicina, como cualquier otro recur- so Grid. Estos recursos podrán serreque- ridos por cualquier otro Grid5 para aplicaciones en la salud, investigacio- nes de ciencias biomédicas, sin des- cuidar uno de los objetivos de cali- dad de la Grid Computing: la seguri- dad operacional y la ética en el uso de conocimiento, información y da- tos. La convergencia entre la informá- tica médica y la bioinformática se da en las aplicaciones de la informática en la medicina y la biología, respecti- vamente. Para muchos médicos, los informáticos médicos son profesiona- les de la tecnología que construyen software y bases de datos para ayu- darlos en su práctica habitual. Un ar- gumento similar puede explicar la re- lación entre biólogos y bioinformáti- cos. No obstante, se pretende crear una nueva área interdisciplinaria en- tre la IM y la BI. La última podría aportar valiosos resultados de inves- tigación y desarrollo en gestión y modelación de la información en el ámbito molecular, mientras la prime- ra puede proporcionar su experiencia en desarrollo de aplicaciones clínicas. Se necesita una nueva estrategia en el desarrollo de software para trans- ferir de forma óptima cantidades enor- mes de datos que los investigadores genéticos están obteniendo en sus laboratorios no obstante que éstos estén muy distantes geográficamen- te. Los médicos tendrán que acostum- brase a manejar un nuevo tipo de in- formación, con características espe- ciales y auspiciados por las bonda- des de los desarrollos tecnológicos que les brindaran privacidad en acti- vidades donde información valiosa tenga que ser compartida. Privacidad en la informática biomédica En la comunidad científica mundial existe un consenso en el hecho de que la integración de la IM y la BI conducirán una evolución científica sin precedentes, que se sustenta en la visión de que una combinación de información en todos los niveles (mo- lecular, celular, individual y poblacio- nal) conducirá a un mejor cuidado de la salud de manera individualizada y bajo un proceso altamente mejorado. No obstante, el aumento del manejo de información personalizada y el in- Tabla I. Bondades de la informática biomédica. CIENCIA UANL / VOL. VIII, No. 3, JULIO-SEPTIEMBRE 2005382 tercambio de ésta a través de un en- torno global y científico de Grids crea- rá la gran necesidad de regular el ac- ceso tanto a la información de los pa- cientes como de repositorios de da- tos, información y conocimiento, con la finalidad de que no se viole su privacidad. Todo esto bajo un entor- no de ética y regulación legal que sal- vaguarde dichas prácticas. Los datos biomédicos son, gene- ralmente, de naturaleza sensible y aunque fundamentalmente se utili- zan para ofrecer ventajas a la ciencia y a la comunidad, esta información también se expone a abusos de per- sonas sin ética profesional. El abuso de la información personalizada de pacientes será siempre susceptible de las bondades financieras que conlle- va el dar un mal uso de dicha infor- mación. No es difícil imaginarse el impacto que tendría en la sociedad el que los bancos, las compañías de seguros, los patrones, etc., pudieran tener acceso a datos sobre el histo- rial clínico de sus clientes, que reve- lan sus condiciones de salud. De he- cho, el abuso de datos médicos nos afecta a todos, dado que prácticamen- te todos nos enfrentamos, en un cier- to punto de la vida, con procesos co- tidianos como: solicitud de empleo, de préstamos, contratación de un determinado seguro, etc. Un acercamiento clásico para sal- vaguardar el enfoque computacional de transferencia de información se centra en el hecho de que los crea- dores y los administradores de los datos deben prohibir la divulgación “inadecuada” de información compar- tida a terceros. Básicamente, esto se debe centrar en las medidas de se- guridad tradicionales (control de ac- ceso y autorización) y en la incorpo- ración de técnicas de privacidad (TP) durante la recolección y aplicación de datos en actividades biomédicas. Sin olvidar la definición básica de TP (se- gún J. Borking): “Un sistema cohe- rente de medición de tecnologías de información y comunicación para la protección, aislamiento o reducción de datos personales en procesos no deseados sin perder en esencia la fun- cionalidad del sistema de informa- ción”.3 Minería de datos geonómicos Un tema en el manejo de la informa- ción médica de todo tipo es el desa- rrollo tanto de plataformas a través de Internet, así como de plataformas Grid5 que facilitan el intercambio di- námico de información. Si dicha in- formación contiene exclusivamente imágenes, entonces el sistema de al- macenamiento y administración de imágenes ideal es una conexión al Sistema de Almacenamiento e inter- cambio de Imágenes o PACS (Picture Archiving and Communication System). El almacenamiento masivo se puede realizar mediante grabado- res de CD-ROM o Tape Backup. Lue- go, es necesaria una aplicación que gestione el manejo de imágenes en una base de datos, almacene la in- formación en un formato estándar (DICOM) y envíe los datos con op- ción de compresión de forma confiable a la estación receptora. La explosión de información mé- dica a nivel mundial ha ocasionado la necesidad de desarrollar herramien- tas que faciliten una búsqueda unifi- cada de esta información en bases de datos remotas heterogéneas y de uso simultaneo de usuarios. Asimis- mo, es importante extraer información de las bases de datos médicas de for- ma que se puedan obtener reglas de predicción clínica que relacionen outcomes con variables clínicas. De aquí que un problema muy específi- co de la información médica sea la existencia de diversos vocabularios, por lo que se han comenzado a desa- rrollar servidores de vocabularios que faciliten el manejo de éstos en apli- caciones informáticas cuando se es- tén efectuando tareas de minería de datos médicos.4 Tendencias en la innovación cientí- fica y tecnológica de la IbioMed Las tecnologías de la información ju- garán un papel fundamental en la aplicación de los desarrollos tecnoló- gicos en el campo de la genética y la práctica médica, como refleja la pre- INFORMACIÓN BIOMÉDICA. UN ÁREA TECNOLÓGICA CON FUTURO CIENCIA UANL / VOL. VIII, No. 3, JULIO-SEPTIEMBRE 2005 383 sencia de la bioinformática médica y la telemedicina dentro de las princi- pales líneas de I+D en biomedicina. Por un lado, dentro del tratamiento y análisis de imágenes, la informáti- ca biomédica se nutrirá de las bon- dades de la inteligencia artificial (IA), la cual coadyuvará tanto al desarrollo de ciertos filtros morfológicos no li- neales, como al desarrollo y diseño de métodos de separación (segmen- tación) de patologías y regiones de interés. Otra de las bondades de la IA en la IBioMed se está desarrollando en la visualización médica tridimen- sional, centrándose en el desarrollo de entornos de navegación interna de aquellos datos que permitan registrar trayectorias de acceso al interior, con vistas a la planificación de interven- ciones. Un área relacionada es la de sistemas de bases de datos inteligen- tes de imágenes, que facilitarán el acceso, transmisión y control sincro- nizado de datos a través de quipos internos y externos que requieran de un diagnóstico remoto preciso en tiempo real. La IBioMed pretende cambiar paradigmas de diferentes campos me- diante nuevos sistemas que empleen modelos informáticos de células hu- manas para la realización de prue- bas y comprobación de la eficacia de nuevas medicinas. Se prevé la adqui- sición de un gran soporte para el lo- gro de avances científicos en el cam- po de la medicina, facilitando en un futuro que los médicos puedan deter- minar el tratamiento adecuado para su paciente con sólo medir la actividad molecular en el cuerpo e introducir di- cha información en la computadora. La tecnología celular, inalámbrica y el Internet revolucionarán paulati- namente muchos aspectos primordia- les de la IBioMed, permitiendo un efi- ciente acceso a bases de datos de co- nocimientos médicos de diferentes instituciones de salud, necesario para que el paciente no tenga queser tras- ladado hasta un centro de salud o a un hospital en especial, gracias a la oportuna transferencia de registros médicos de determinado paciente de hospital a hospital para una pronta valoración, diagnostico y posterior tra- tamiento. Todo esto a través de sis- temas de información con buena in- Fig. 2. Aplicaciones tecnológica de la IBioMed. teroperabilidad de registros personali- zados en un entorno de alta seguridad y privacidad para una creciente socie- dad de usuarios móviles (figura 2). Conclusiones El objetivo de la IBioMed es unir aque- llas disciplinas que se encontraban distantes en lo referente a su entorno científico y explotar el gran espectro de información relacionada con la sa- lud desde el punto de vista de célu- las, moléculas, órganos, organismos y poblaciones. La IBioMed toca los campos de aplicación de las ciencias biomédicas y trabaja estrechamente con tecnologías de información. Pri- mordialmente en las áreas de com- putación y comunicación para proveer la infraestructura científica y tecnoló- VIDAL DÍAZ PRADO CIENCIA UANL / VOL. VIII, No. 3, JULIO-SEPTIEMBRE 2005384 gica idónea que la comunidad cientí- fica de la salud requiere para la eje- cución de actividades de investigación y desarrollo en grupos multidiscipli- narios y multiculturales que requie- ran visualizar, analizar y controlar re- sultados de manera simultanea. Así como para la rápida evaluación, va- loración y toma de decisiones en tiem- po real en situaciones críticas. El segundo factor es el destacado incremento de capacitación de profe- sionales sin bases sólidas en medici- na (técnicos, ingenieros o especialis- ta en área no referentes a la salud), quienes deben ser entrenados para que comprendan mejor la cantidad de aplicaciones que sus respectivas áreas de especialidad tienen en el campo de la medicina a través de la informática. Los especialistas en sis- temas computacionales que compren- dan mejor la medicina serán capaces de diseñar con mejor precisión siste- mas que respondan a las necesida- des actuales. Por otra parte, el perso- nal médico que reciba un entrena- miento formal en informática médica será capaz de construir sistemas uti- lizando técnicas bien establecidas. Eliminando con ello los errores radi- cales que, anteriormente, otros desarrolladores carentes de visión y con poco o nulo conocimiento en una de las dos áreas no permitían conso- lidar la generación óptima de siste- mas robustos. En tanto más se incremente el número de profesiona- les entrenados en aspectos relaciona- dos con ambos campos, se podrán re- solver de manera más eficiente tareas de administración de la información y de conocimiento con fines médicos. Referencias 1. Erb, Ulrike. (1996). Frauenpers- pektiven auf die Informatik. Informatikerinnen im Spannungs- feld zwischen Distanz und Nähe, Münster: Westfälisches Dampfboot. 2. Schmitz, Sigrid & Britta Schinzel. (2002). GERDA: A brain research information system for reviewing and deconstructing gender differ- ences. In: Ursula Pasero/Anja Gottburgen (Hg.): Wie natürlich ist geschlecht? Westdt. Verlag, 126- 139. 3. Wagner, Ina 1989: Regulierung der Krankenhausarbeit. Ein Vergleich des Computereinsatzes in Österreich, Frankreich und den USA aus der Perspektive der Organisation von Pflegearbeit und Labortätigkeiten. In: Journal für Sozialforschung, 29.Jg., Heft 2, 165-180. 4. Weber, Jutta 2002a: Berechen- bare Organismen, wildgewordene Maschinen? Heilsvisionen und Apocalyptica der Artificial-Life- Forschung. In: Zentrum für Interdisziplinäre Frauenforschung (Hg.): Cyberfeminismus. Feminis- tische Visionen mit Netz und ohne Boden. In: Bulletin Nr. 24. Texte. Berlin: Universitätsdruckerei der HU, April 2002, 73-86. 5. Vid. Vidal Díaz Prado. “La estruc- tura de la Grid Computing”. CIEN- CIA-UANL, Volumen VIII, No. 2, abril-junio 2005, 259-262. INFORMACIÓN BIOMÉDICA. UN ÁREA TECNOLÓGICA CON FUTURO
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