Investigación

Desarrollan un método que mejora la evaluación de la calidad en la predicción de los sistemas de diagnóstico médico

Imagen detalle del brazo de un médico con lápiz y papeles en un escritorio
Imagen: Mildred Ríos (Pixabay)

En el campo de la biomedicina, la evaluación de la calidad de los sistemas de diagnóstico es fundamental para garantizar que se aplican soluciones adecuadas. En los modelos predictivos tiene especial relevancia el hecho de que los valores objeto de estudio son de distinta clase (multiclase) y estas clases a su vez presentan una gran variedad en su frecuencia. Es lo que se conoce como desbalanceo o desequilibrio de datos.

En contextos médicos es de suma importancia disponer de un método capaz de mostrar la calidad del sistema en cuanto a las predicciones que realiza. Hasta ahora, para evaluar de forma gráfica la calidad de un sistema de diagnóstico solo existía la curva ROC (Receiver Operating Characteristic), un análisis utilizado para medir el coste/beneficio de decisiones diagnósticas, pero que no funciona con conjuntos de datos multiclase como, por ejemplo, distintos tipos de tumores.

Jesús Aguilar
Jesús Aguilar

Investigadores del grupo Data Analytics Science & Engineering, liderado por Jesús Aguilar, catedrático de Lenguajes y Sistemas Informáticos de la Universidad Pablo de Olavide, en colaboración con Marcin Michalak, investigador de la Silesian University of Technology (Polonia), han propuesto un método innovador para la evaluación de sistemas de diagnóstico, denominado curva IMCP, que muestra el rendimiento de la clasificación y, por otro lado, identifica para qué valores de la variable objetivo el modelo está ofreciendo mejor o peor calidad en la predicción.

La curva IMPC (Imbalanced Multiclass Classification Performance) ha sido evaluada en la predicción de 35 tipos de tumores a partir de una colección de 6.756 muestras de tumores metastásicos y primarios obtenidos por la Hartwig Medical Foundation (Países Bajos) y el Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes Consortium, analizando un total de 511 características. Como resultado, se revela que un modelo predictivo para tumores aparentemente fiable (92,4% de exactitud en la predicción), podría mostrar un comportamiento desigual para diferentes tipos de tumores (bueno en la predicción de melanoma, pero malo en el caso de sarcoma), lo que necesariamente debería conducir a un examen humano más detallado en el caso de ciertos tipos de tumores, en consonancia con la fiabilidad del sistema de diagnóstico para esos casos.

El análisis propuesto por Aguilar y Michalak permite evaluar el rendimiento para cada valor por separado. De este modo, revela en qué casos el rendimiento global oculta distintos resultados para diferentes tipos de valores (multiclase). Así, si el rendimiento global es del 92,4%, podría darse el caso en que el sistema diagnostique el melanoma con una exactitud del 98,6%, pero el sarcoma con 17,5%. Por tanto, la curva IMCP posibilita identificar la fiabilidad de la predicción a partir de conjuntos de datos de distinta clase.

El método, basado en el cálculo de distancias de funciones de distribución de probabilidad, es aplicable en contextos en donde la curva ROC no puede usarse, cubriendo un vacío existente en la actualidad en el campo de machine learning, con utilidad en multitud de disciplinas.

La curva IMCP puede visualizarse con facilidad a partir de las probabilidades de asignación a cada valor de la variable objetivo proporcionadas por el sistema de diagnóstico, mediante el uso de una librería implementada en Python, de acceso libre y código abierto, publicada en https://github.com/adaa-polsl/imcp. El trabajo ha sido publicado por la editorial Springer-Nature.

Descripción de la metodología usada para la curva IMCP
Descripción de la metodología usada para la curva IMCP

Referencia:
Aguilar-Ruiz, J.S., Michalak, M. Classification performance assessment for imbalanced multiclass data. Scientific Reports 14, 10759 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41598-024-61365-z

 

 

 

12-13 Febrero

Seminario Internacional "Knowledge for Sustainability" - 12y 13 de febrero en Sevilla

@pablodeolavide

🖲 Este viernes ha tenido lugar el "Ingenieros en la UPO", un evento organizado por @esoliupo y la @eps.upo cuyo objetivo es la formación profesional y personal, intercambio de ideas y teambuilding entre el alumnado y profesorado de la Escuela Politécnica Superior, y ponentes de diversa índole. Ponencias, sorteos y un ambiente muy participativo y ameno han coronado esta jornada, ¡que han sido un total éxito entre sus asistentes! 😃

#ingenieriainformatica #UniversidadPablodeOlavide #UPO
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hace 18 horas
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Si pensabas que las espinacas solo eran buenas por el hierro… ¡espera a conocer su poder para la mente! 🧐

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🔗 ¿Quieres ideas para incluir las espinacas en tu dieta? 

📚 Descubre recetas fáciles y deliciosas en este blog 'Cocina para la mente' de Alba y Lucía 🥗: https://cocinaparalamente.wordpress.com/

#espinacas #SaludCognitiva #Nutrición #AlimentaciónConCiencia #UPOsaludable
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hace 3 días
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🧠 Un estudio reciente ha revelado que las proteínas tau y beta-amiloide, principales implicadas en el Alzheimer, afectan de manera diferente a los circuitos cerebrales. Mientras que tau provoca déficits de memoria en el hipocampo, la beta-amiloide desencadena alteraciones emocionales en la amígdala, como ansiedad y miedo.

👩‍🔬👨‍🔬 En esta investigación del Instituto de Neurociencias de la @uabbarcelona publicada en Molecular Psychiatry (grupo Nature), ha participado el equipo de investigación de la UPO formado por Yuniesky Andrade-Talavera, Irene Martínez Gallego y Antonio Rodríguez-Moreno. Han analizado cómo se ve afectada la transmisión sináptica en modelos de la enfermedad. Su trabajo refuerza la importancia de enfoques terapéuticos que aborden ambos mecanismos de forma simultánea.

📍 Este hallazgo podría replantear las estrategias actuales para tratar el Alzheimer y abrir nuevas vías de investigación.

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#UPOinvestiga #Neurociencia #Alzheimer #Neuroplasticidad #Investigación #UniversidadPabloDeOlavide #UPO
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hace 4 días
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👩👧 En la Universidad Pablo de Olavide nos unimos a la conmemoración del 11 de Febrero, Día Internacional de las Mujeres y las Niñas en las Ciencias, con el propósito de reconocer y visibilizar el papel de las mujeres en el avance del conocimiento y la innovación. A través de diversas acciones, queremos destacar sus logros, promover su liderazgo y generar referentes que inspiren a las niñas a seguir su curiosidad y talento sin barreras.

Porque el conocimiento científico necesita de todas las mentes, sin estereotipos ni límites. Porque cuando una niña sueña con ser científica, todo un mundo de posibilidades se abre ante ella 🦋🌍

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¿Conoces las lagunas de la UPO? 🤔🦆

💧 Hoy 2 de febrero, se celebra el Día Mundial de los Humedales, ecosistemas esenciales para la vida en nuestro planeta. 

Podemos decir que los humedales son verdaderos refugios de biodiversidad, acogiendo más del 40% de las especies animales y vegetales 🦆. Sin embargo, su rápida degradación amenaza el equilibrio natural del que todos dependemos.

🌍 En nuestro campus, contamos con dos lagunas artificiales creadas en el curso 2012/13 con el objetivo de imitar los antiguos humedales de la ribera del Guadaíra. Aunque son artificiales, estos espacios acuáticos han permitido la recuperación de la biodiversidad en la zona, albergando vegetación y fauna característica de estos ecosistemas.

 ❓ ¿Sabes cómo funcionan nuestras lagunas? ❓

Las lagunas se nutren de la escorrentía de un arroyo temporal y los excedentes de riego del Real Club de Golf de Sevilla, lo que garantiza un caudal casi constante. En verano, el agua se evapora, siguiendo un ciclo natural que define su biodiversidad. Para evitar su colmatación, la Laguna Alta se vacía periódicamente para su mantenimiento.

🔎 Proteger y restaurar los humedales es clave para conservar la biodiversidad y mitigar los efectos del cambio climático. En la UPO, apostamos por su preservación como parte de nuestro compromiso con el medio ambiente 💚

📍 Si te ha interesado esta publicación, descubre más sobre la biodiversidad del campus en www.upo.es/campus-sostenible/biodiversidad

#DíaMundialDeLosHumedales #Humedales #Biodiversidad #lagunas #campusUPO #CampusVerde #UniversidadPablodeOlavide #UPO
¿Conoces las lagunas de la UPO? 🤔🦆 💧 Hoy 2 de febrero, se celebra el Día Mundial de los Humedales, ecosistemas esenciales para la vida en nuestro planeta. Podemos decir que los humedales son verdaderos refugios de biodiversidad, acogiendo más del 40% de las especies animales y vegetales 🦆. Sin embargo, su rápida degradación amenaza el equilibrio natural del que todos dependemos. 🌍 En nuestro campus, contamos con dos lagunas artificiales creadas en el curso 2012/13 con el objetivo de imitar los antiguos humedales de la ribera del Guadaíra. Aunque son artificiales, estos espacios acuáticos han permitido la recuperación de la biodiversidad en la zona, albergando vegetación y fauna característica de estos ecosistemas. ❓ ¿Sabes cómo funcionan nuestras lagunas? ❓ Las lagunas se nutren de la escorrentía de un arroyo temporal y los excedentes de riego del Real Club de Golf de Sevilla, lo que garantiza un caudal casi constante. En verano, el agua se evapora, siguiendo un ciclo natural que define su biodiversidad. Para evitar su colmatación, la Laguna Alta se vacía periódicamente para su mantenimiento. 🔎 Proteger y restaurar los humedales es clave para conservar la biodiversidad y mitigar los efectos del cambio climático. En la UPO, apostamos por su preservación como parte de nuestro compromiso con el medio ambiente 💚 📍 Si te ha interesado esta publicación, descubre más sobre la biodiversidad del campus en www.upo.es/campus-sostenible/biodiversidad #DíaMundialDeLosHumedales #Humedales #Biodiversidad #lagunas #campusUPO #CampusVerde #UniversidadPablodeOlavide #UPO
hace 1 semana
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🌿 ¡Bienvenido, febrero! 🌿

Después de unos días de lluvia, arrancamos este mes con un precioso cielo soleado  y con la belleza natural de nuestro campus universitario. La protagonista de hoy es la flor del mes: el Iris 🌼, una joya botánica que adorna las riberas y zonas húmedas con su vibrante color dorado.

El Iris no es solo una flor hermosa, sino que también tiene un significado profundo: representa la nobleza de corazón, la esperanza y la conexión entre el cielo y la tierra. En la mitología griega, Iris era la mensajera de los dioses, uniendo el mundo divino con el humano 💫

Además de su simbolismo, el Iris amarillo es un ejemplo de resistencia y equilibrio ecológico, ya que contribuye a la purificación del agua en su entorno 🌱

📸 Foto de Irene Mendoza, tomada en el campus UPO.

¿Has visto esta flor en el campus o cerca de tu casa? 🌼
¡Hazle una foto y compártela! 😃 

📍 Descubre más sobre la biodiversidad de nuestro campus en www.upo.es/campus-sostenible/biodiversidad

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🌿 ¿Conoces las propiedades y los beneficios del Té Verde? 🍵

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🌍  Es una bebida con siglos de historia y consumida por más de dos tercios de la población mundial. 

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hace 2 semanas
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❓ ¿Sabías que la Defensoría Universitaria actúa como mediadora en conflictos dentro de la UPO?

⚖️ Este órgano vela por los derechos de nuestra comunidad universitaria y fomenta la convivencia. 

📊 En el último curso gestionó 74 expedientes, con un alto porcentaje de resolución favorable. 

Pero, ¿cuáles son los principales desafíos y avances en estos años?

🗣️ Carlos Alarcón, Defensor Universitario, lo explica en esta entrevista (enlace en el link de la Bio)

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