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Un clon por ordenador del paciente puede acelerar la investigación sobre enfermedades raras

8:25 - 25/09/2018
  • Se puede diagnósticar pero también pronosticar como evolucionará el paciente
  • Se pueden evitar incomodidades como los ingresos hospitalarios
  • Los pacientes digitales se pueden utilizar para investigar sobre enfermedades raras
Los "gemelos virtuales" contribuyen a una experiencia menos invasiva de diagnóstico y pronóstico médico. Foto: ANASYS

El director director Global de Industria de Salud, Construcción y Productos de Consumo de ANSYS, Thierry Marchal, se encuentra dando conferencias para dar a conocer las aplicaciones de sanitarias de su compañía. Además, ANSYS ha presentado en una cumbre internacional sobre medicina virtual en Zaragoza un nuevo software de la compañía que nace con la vocación de facilitar el diagnóstico y predecir el comportamiento del cuerpo ante tratamientos de manera menos invasiva y práctica, mediante la creación de gemelos por ordenador del paciente.

ANSYS, empresa dedicada a la creación de modelos de simulación por ordenador en diversos ámbitos de la ingeniería y la salud, ha compartido en la Conferencia 'Virtual Physiological Human' frente a 300 expertos internacionales, uno de sus últimos software, capaz de realizar una simulación de cuerpo entero o de la parte que interese al médico en cada momento.

Con este 'gemelo virtual' se facilita la comprensión de que está ocurriendo "dentro del cuerpo del paciente" y permite que los médicos se anticipen antes de una operación o administración de un tratamiento. Mediante Inteligencia Artificial se dispone de más información para un mejor diagnóstico sin someter al paciente a pruebas innecesarias. Además, sus creadores aseguran que posibilita que los médicos dediquen más esfuerzos a la parte humana del tratamiento.

Thierry Marchal es licenciado en Ingeniería Mecánica y MBA por la Universidad Católica de Lovaina, Bélgica. También es autor de más de 100 publicaciones sobre las aplicaciones de la medicina 'in silicio' o por ordenador y ha hablado con EcoDiario.es sobre las ventajas de los "gemelos virtuales" y la Inteligencia Artificial (IA) y del gran ahorro que supondría implementarlo para los sistemas de salud.

Propone el ahorro de costes con la tecnología de ANSYS para llevar a cabo un "duplicado" del paciente y realizar sobre él las pruebas para un diagnóstico pero ¿no es un coste añadido la realización de este "duplicado"?

Crear y validar un gemelo digital del cuerpo o parte de él, que interactúe con un tratamiento, requiere una inversión. Sin embargo, la clave del ahorro está en el retorno de la inversión. Las grandes compañías médicas han determinado que en el caso de los modelos generados 'in silico' -hechos por ordenador- el retorno es superior al 500%. Ahí reside el ahorro.

No podemos afirmar que la tecnología que desarrollamos en ANSYS conseguirá que la atención médica sea totalmente gratis; pero sí podemos afirmar con orgullo que la simulación está reduciendo el enorme coste de la atención sanitaria y haciendo que la asistencia sanitaria sea progresivamente más asequible, incluso en países en desarrollo.

Realmente, ¿en qué consiste este "duplicado" y cómo interaccionan los médicos con él?

Un gemelo digital es un modelo computacional de un paciente o de una parte de su cuerpo. Dependiendo del resultado deseado, el modelo puede ser más complejo. El gemelo digital requiere conocer: la 'geometría del paciente' (a través de un escáner), las propiedades del material orgánico (densidad, viscosidad de la sangre, resistencia del hueso, densidad ósea, etc.) y las condiciones operativas del cuerpo (presión arterial, carga aplicada a un hueso específico cuando el paciente está realizando actividades específicas, etc.).

Combinando toda esta información en un modelo y validándolo con datos reales, es posible predecir el comportamiento del cuerpo ante los tratamientos. Como por ejemplo, cómo reaccionaría si se le implanta una prótesis.

¿Es posible hacer un gemelo digital sin conocer el estado completo del paciente? ¿Es fiable o tras llegar al diagnóstico?

Sigue siendo un modelo: se trata de una aproximación del cuerpo humano. Cuando un médico trata a un paciente, formula un modelo del paciente que imagina basado en su formación, su experiencia y en todos los datos obtenidos tras observar al paciente -entrevistarse con él y realizar pruebas-. Gracias a todos estos datos el médico trata de saber qué puede estar sucediendo dentro de su paciente.

Un gemelo digital actúa de forma similar, complementando la información y la comprensión del estado del paciente. Según los modelos se vuelven más complejos pueden proporcionar muchos más detalles de los que el médico podría "ver" en su propia mente. Además aplicando IA y datos previos de otros pacientes se obtiene un diagnóstico más claro.

Los modelos informáticos dan más información a los cirujanos y médicos, quienes la pueden utilizar para obtener su propio diagnóstico y tomar decisiones. Por ejemplo, poder visualizar cómo una herramienta endovascular se desplazará en el sistema cardiovascular antes de operar y observar posibles complicaciones no tiene precio.

La La comodidad es innegable pero ¿la medicina no necesita una interacción real con el paciente?

Los modelos informáticos y la simulación, combinados con la (IA), no tienen como objetivo reemplazar a los médicos. Buscan reducir las tareas rutinarias para que el personal médico pueda centrarse en la relación humana y la interpretación de datos complejos.

Hay muchas actividades rutinarias (tomar de la temperatura, medir el ritmo cardíaco o respiratorio, etc.) que pueden ser automatizadas a través de dispositivos 'wearables', como una pulsera inteligente, que recoja y envíe los datos al médico en lugar de tener al paciente ingresado, lo que supone un ahorro de dinero al sistema y tiempo al médico, además de ser más cómodo para el paciente.

La telemedicina y el acceso a profesionales de todo el mundo es una ventaja añadida de su tecnología, ¿se podría implementar su sistema en cualquier lugar sin recursos?

El software ANSYS se puede ejecutar en un portátil y utilizarse en cualquier parte del mundo. Para modelos en 3D de gran tamaño, las simulaciones podrán ejecutarse en la nube, donde se podría acceder a una potencia computacional virtualmente ilimitada. En este caso, una conexión a Internet es suficiente.

Un ejemplo real lo encontramos en uno de nuestro socios que ha desarrollado una interfaz para oftalmólogos desarrollada a partir de las soluciones de ANSYS, que es capaz de modelar la terapia con láser ocular y ofrece recomendaciones al médico. Se puede acceder desde cualquier lugar del mundo; el oftalmólogo solo debe cargar el escáner del ojo del paciente y los cálculos se realizan en Suiza en una gran computadora y se envían los resultados al médico.

¿Podría tener ventajas educativas? ¿Qué otras aplicaciones podría tener?

Debemos destacar que el uso de modelos específicos en la planificación de la cirugía brinda el lujo de probar de forma segura nuevas soluciones que podrían conducir a nuevos protocolos. Por ejemplo, en el departamento cardiovascular de Sheffield Hallam Teaching Hospital, están utilizando la simulación para crear gemelos digitales de pacientes que sufren de estenosis (un estrechamiento en un vaso sanguíneo u otro órgano o estructura). Los resultados de la simulación, como FFR nos ofrecen una respuesta simple sobre si el paciente necesita un 'stent' (un pequeño tubo que se implanta para expandir la vía) y cuál sería su posible reacción. Esto ayuda a correlacionar las diferencias entre pacientes de la misma enfermedad.

Modelo de simulación por ordenador de un sistema cardíaco. Foto: Ansys

¿Puede emplearse su software para probar un producto o mejora tecnológica?

Combinando la geometría del paciente, las propiedades de sus materiales orgánicos y las condiciones límite específicas, es posible crear una representación precisa de cualquier humano o parte de interés de su cuerpo. Mediante la creación de bibliotecas de datos específicos de pacientes, las empresas y los hospitales están creando pacientes virtuales necesarios para los ensayos clínicos en ordenador.

Este enfoque permitirá acelerar la investigación médica sobre enfermedades raras. Hay pocos pacientes de enfermedades raras lo que hace imposible completar ensayos clínicos extensos. Si se puede contar con pacientes virtuales de enfermedades raras posibilitamos llevar a cabo extensos ensayos clínicos con modelos virtuales que permitan hallar tratamientos.

¿Se prestaría a ser diagnosticado a través de una simulación o es una tecnología que evita los "prueba error con una vida"?

Definitivamente sí, ya que el modelado por ordenador y la simulación proporcionan información adicional al personal médico para hacer un diagnóstico completo, por este motivo, me prestaría como voluntario para que mi médico tenga más información sobre mí.

En casos sencillos, como un nivel excesivo de glucosa en la sangre, el software integrado puede tomar decisiones automáticas a través de un dispositivo 'wearable' sobre qué hacer para sentirse mejor. Es una comodidad para el paciente.

¿Utilizar simulaciones no deshumaniza la medicina?

El uso de la simulación proporciona más información. Además, he visto médicos que usan resultados de simulación para explicar a los pacientes lo que van a hacer, por qué y cuáles son los resultados esperados. De hecho, visualizar una situación, como el flujo sanguíneo y el despliegue del 'stent' es fácil para cualquiera. Esto hace que la medicina sea más humana y más cercana al paciente, que comprenderá lo que hará el médico y por qué: la medicina ya no parece mágica, sino más bien un enfoque racional para tratar un problema bien entendido. Esto ayuda al paciente a estar más tranquilo y confiado frente a la medicina.


Comentarios 2

#1
25-09-2018 / 14:47
Pepitoeldelopalotes
Puntuación 1

Notición! experimentar en humanos sin humanos y avanzar para curar enfermedades raras que no se estudian porque no las tiene suficiente gente, no veo pega

#2
25-09-2018 / 18:14
Lauriittaaaah
Puntuación 1

ALA