Clasificación de patologías presentes en la columna vertebral mediante técnicas de máquinas de aprendizaje

Classification of spinal pathologies using machine learning techniques

El artículo es resultado de la investigación “Estudio de patologías presentes en la columna vertebral empleando técnicas de inteligencia artificial como apoyo a los procesos de diagnóstico”, desarrollada en la Universidad del Valle entre 2016 y 2017. Problema: con frecuencia, los estudios y análisis que a menudo se realizan a las afecciones de salud en seres humanos con frecuencia son invasivos, lo cual conlleva problemas mayores. Objetivo: aportar un método de estudio a partir de los atributos biomecánicos de seres humanos para la detección de patologías que se presentan en la columna vertebral. Metodología: el trabajo se fundamentó en probar tres técnicas de reconocimiento de patrones; Bayes como técnica clásica de reconocimiento; y técnicas inteligentes como las redes neuronales de base radial (rbf), máquinas de soporte vectorial (svm) y redes neuronales probabilísticas (pnn). Resultados: durante el proceso de clasificación de las patologías a tratar, la que mejores resultados aportó fue la técnica de pnn, mientras que las demás presentaron buenos resultados de clasificación para una patología en particular. Conclusión: se comprobó que la aplicación de estas técnicas de estudio aporta características importantes a los procesos de diagnóstico de patologías presentes en la columna vertebral, tales como hernia discal y espondilolistesis.

1. INTRODUCCIÓN

El mundo actual se encuentra en un proceso de cambio acelerado, en virtud de los múltiples avances tecnológicos que se presentan a diario. Estos interfieren de forma directa o indirecta en el entorno y traen consigo cambios significativos en hogares, medios de transporte, oficinas, industrias, y, sobre todo, en la medicina. Por lo anterior, es de gran importancia explorar posibles nuevas técnicas y tecnologías de implementación en la detección de patologías que se presentan en el ser humano, a fin de prevenir enfermedades a futuro.

Los algoritmos computacionales y técnicas de máquinas de aprendizaje (ᴍʟᴛ) ostenta propiedades que les permiten brindar soluciones eficientes a problemas de detección de patologías en la columna vertebral, ya que se trata de un procedimiento no invasivo en el cual se realiza una clasificación de parámetros ajustable a sistemas con múltiples clases, que pueden ser o no lineales [1]. Una muestra de la capacidad que tienen las máquinas de aprendizaje para procesos de clasificación está en la técnica de máquinas de soporte vectorial: a partir de hiperplanos se pueden establecer fronteras de separación entre las diferentes clases de datos.