La Inteligencia Artificial identifica el sexo biológico usando radiografías dentales

En la ciencia forense, la identificación de personas fallecidas o desaparecidas suele ser el centro de una investigación. Los registros dentales se han utilizado durante mucho tiempo como una herramienta valiosa en este proceso, ya que es raro que dos personas tengan registros coincidentes de sus dientes presentes o ausentes, coronas, o empastes, y la alineación de los dientes que se ven en una radiografía. 

Sin embargo, una cosa que tal vez no sea necesariamente obvia de inmediato a partir de los registros dentales es el sexo biológico del individuo, pero esta sería una información muy útil en casi todas las investigaciones en ausencia de otros indicadores.

La investigación en el International Journal of Biomedical Engineering and Technology ha avanzado hacia el desarrollo y entrenamiento de un algoritmo que puede determinar el sexo biológico a partir de radiografías dentales con un 94% de precisión. Esta aplicación de lo que se conoce como método de aprendizaje profundo demuestra el potencial de dicho enfoque para aumentar la evidencia convencional en una investigación.

El algoritmo desarrollado y su funcionamiento

El equipo de B. Vijayakumari, S. Vidhya y J. Saranya, de Mepco Schlenk Engineering College en Sivakasi, Tamil Nadu, India, explica que su algoritmo consta de tres componentes: 

• Preprocesamiento de imágenes.
• Segmentación de umbral recursivo basado en gradiente (GBRT).
• Y clasificación. 

Para comenzar, utilizan el llamado filtro de cuadrado mágico principal durante el paso de preprocesamiento de la imagen para eliminar el ruido no deseado. Este filtro utiliza una cuadrícula especial de números superpuestos en la imagen dentro de la computadora y compara los valores de píxel en la imagen con los valores correspondientes en la cuadrícula.

Esto permite determinar qué son distorsiones o artefactos de compresión, que contribuyen al ruido de la imagen y, por lo tanto, pueden ser cepillados para dar una imagen limpia y precisa para el análisis posterior.

La técnica de segmentación de umbral recursivo basado en gradiente refina las imágenes, mejorando la capacidad del algoritmo para extraer información relevante. Finalmente, la etapa de clasificación utiliza una red neuronal Resnet50, una arquitectura de aprendizaje profundo ampliamente adoptada.

El equipo entrenó el algoritmo con 3.000 radiografías dentales para las cuales se conocía el sexo biológico del individuo. Esto permitió que el algoritmo discerniera el sexo biológico asociado con las radiografías dentales en las que se desconoce dicho dato.

Prueba y aplicaciones futuras

A los efectos de la prueba, el equipo utilizó 1000 imágenes, un subconjunto de la colección original donde se conocía el sexo, para determinar si el sistema asignaría correctamente el sexo biológico.

Los dientes y las mandíbulas tienen dimorfismo sexual en los humanos en diversos grados, pero también hay efectos marcados de la nutrición y la socioeconomía en cómo crecen nuestras mandíbulas y dientes. Este sistema, según los autores, puede ver a través de estas posibles discrepancias en función de su entrenamiento con las imágenes de rayos X.

Si bien es necesario realizar más investigaciones y validaciones, informan los autores. Con el tiempo, estos avances podrían contribuir a una identificación más precisa y eficiente en el ámbito forense, dando respuestas a las familias y cerrando casos de manera más efectiva.

Fuente:International Journal of Biomedical Engineering and Technology – B. Vijayakumari et al, Deep learning-based gender classification with dental X-ray images. DOI: 10.1504/IJBET.2023.131694