Análisis de tasas de supervivencia y factores de riesgo en trasplantes de órganos mediante Mathematica

Kazuhiro Iwadoh es un médico que estudia bioestadística en la Universidad Médica de Mujeres de Tokio. Ha utilizado Mathematica durante más de veinte años en la investigación médica. Actualmente utiliza Mathematica para analizar tasas de supervivencia y factores de riesgo en pacientes con trasplantes de órganos sólidos.

P: ¿Cuándo se encontró por primera vez con Mathematica?

R: Mi primer encuentro con Mathematica fue con un libro que vi en una librería en 1989. En ese entonces enseñaba matemáticas en una academia preparatoria para los exámenes de ingreso a la universidad y enseñaba álgebra, geometría y cálculo. Al principio, el libro de Mathematica no era más que una referencia, pero en realidad fue una “historia sin fin” matemática. Empecé a estudiar Mathematica por mi cuenta en una computadora portátil. En ese entonces realizábamos regularmente exámenes simulados a nivel nacional para los exámenes de ingreso a la universidad. Usé Mathematica para dibujar figuras espaciales y las presentaba junto con una explicación de un problema para ayudar a los estudiantes a entenderlo virtualmente".

P: ¿Usó Mathematica para enseñar matemáticas?

R: Sí. También lo utilicé para hacer libros de texto para las clases de matemáticas. Era rápido y fácil para proporcionar resultados de cálculos numéricos y simbólicos necesarios para las tareas en cuestión.

P: ¿Usó Mathematica de alguna otra forma?

R: Sí. Me asocié con un grupo para establecer una escuela preparatoria para el examen nacional de licencia médica. Esta vez, el equipo estaba buscando un programador y me preguntó si yo podía hacerlo. Y dije "Sí", aunque al principio no sabía cuánto podría contribuir.

P: ¿Pudo contribuir al establecimiento de la escuela preparatoria para el examen nacional de licencia médica?

R: Sí. Sí. Llevamos a cabo el examen simulado nacional para estudiantes de medicina. El examen era de opción múltiple, y fue fácil convertir estos resultados en datos binarios. Luego, planeé usar Mathematica no solo para calcular las puntuaciones y clasificaciones, sino también para analizar las debilidades y fortalezas de cada estudiante. Aunque era la primera vez que programaba algo grande en Mathematica, todo lo que necesitaba hacer era conectar matemáticamente los datos binarios con la salida deseada, prestando poca atención a la programación en sí. Luego se recogieron las tarjetas de respuesta de unos 8000 examinados y se analizaron con el programa desarrollado en Mathematica. El resultado del examen de cada estudiante con la evaluación individualizada se imprimió en una hoja de papel y se distribuyó a los estudiantes en todo Japón.

P: ¿Esto es muy interesante, siguió usando Mathematica cuando comenzó a trabajar como cirujano en la Universidad Médica de Mujeres de Tokio?

R: Sí. Pero para ser honesto, cuando comencé a trabajar como cirujano, pensé que ya no necesitaría Mathematica. Pero en realidad ocurrió exactamente lo contrario. Para analizar los resultados clínicos en un gran número de pacientes, Mathematica resultó ser la herramienta inevitable para manejar los datos de miles y miles de pacientes en archivos electrónicos. Hoy en día no puedo prescindir de ella para pasar de una tarea a otra.

P: ¿Cómo usa Mathematica ahora?

R: En Japón no tenemos muchos bioestadísticos, y muchos médicos no utilizan de forma eficaz todos los registros de los pacientes. Uso Mathematica como una especie de herramienta de minería de datos, y con un poco de procesamiento de datos, puedo extraer información útil que nos ayuda a tomar decisiones más efectivas. Con las funciones gráficas de Mathematica, también es fácil trazar una figura clave para comprender la condición de cada paciente con solo un vistazo.

P: ¿Podría explicarlo más detalladamente?

R: Claro. Cada órgano del cuerpo contribuye a mantener la homeostasis de varios parámetros del mismo. Dado que el injerto trasplantado no es tan estable como el órgano propio, las series temporales de cada parámetro que podrían cambiar con los años son muy importantes para detectar cualquier daño. Sin embargo, es casi imposible para el ojo humano tener una vista panorámica como esa en un minuto. Pero con Mathematica, está a solo unos trazos de distancia.

P: ¿Cómo realizó el análisis?

R: Tengo más de 50 000 resultados de análisis de sangre de los pacientes que recibí en un archivo de Excel® del laboratorio del hospital. La función incorporada Import en Mathematica es lo suficientemente inteligente como para importar y convertir un archivo de Excel® en un archivo ejecutable de Mathematica en un momento. Escribí un programa sencillo que traza una representación gráfica de líneas de cualquier parámetro con tan solo ingresar el número de identificación de un paciente. Al mismo tiempo, el programa muestra un arreglo de información del paciente, como por ejemplo información quirúrgica, historial de prescripciones, etc. Los registros de cualquier paciente que se remonten a muchos años ahora son visibles con gráficos o figuras. Si no fuera por Mathematica, solo podría rastrear los registros del paciente por unos pocos meses y con un solo parámetro a la vez. Pero gracias a Mathematica, puedo incluso ver múltiples resultados de muchos pacientes al mismo tiempo desde una perspectiva longitudinal. Esto es ventajoso para seleccionar una opción de tratamiento personalizada para un paciente.

P: ¿Qué cree que diferencia a Mathematica de otros productos de software como SAS y SPSS?

R: El concepto y la estructura del software en sí es completamente diferente entre Mathematica y esos productos listos para su uso. Estos últimos deberían ser buenos para manejar tareas estadísticas estándar con conjuntos de datos completos. Pero los conjuntos de datos que suelo encontrar en bioestadística son datos en bruto incompletos y dispersos. La primera tarea que enfrento es procesarlos en un conjunto de datos bien organizado y listo para el cálculo. Mathematica permite programar cualquier función para hacer este tipo de trabajo en pocas líneas, y al aplicar estas funciones a los datos en bruto de manera interactiva se puede configurar el conjunto de datos deseado. La segunda tarea es seleccionar un método estadístico convencional apropiado para analizar los datos, o incluso proponer una estrategia estadística novedosa para alcanzar la evaluación deseada. Esto último solo puede hacerse con un lenguaje de manipulación simbólica como Mathematica.

P: ¿Qué espera hacer en el futuro con Mathematica?

R: Los médicos en algunas escuelas de medicina están recibiendo iPads gratuitos. Con los registros médicos de los pacientes disponibles en línea, Mathematica podría permitir a los iPad presentar tablas y figuras de cualquier paciente con solo unos pocos toques, resumiendo todos sus resultados de laboratorio e historial médico, como Wolfram|Alpha. Esto librará a los médicos de tener que lidiar con largas historias clínicas electrónicas.

P: ¿Cómo describiría Mathematica en una frase?

R: Es muy fácil no ver el bosque por los árboles. Pero con Mathematica, uno puede ver el bosque, e incluso será capaz de descubrir su sistema vital.