Andreu M. Climent, investigador: "Ya somos capaces de construir un modelo digital del corazón del paciente y simular si una intervención contra una arritmia podría funcionar"

Lo que hasta hace unos años era tan solo un sueño, hoy empieza a configurarse como una realidad perfectamente plausible que promete un futuro esperanzador para muchas personas.

Ese sueño hecho realidad se refiere a los gemelos digitales, y a la revolución que supone su aplicación en cardiología. Este avance "ha sido posible gracias al aumento de la capacidad de los ordenadores y al desarrollo de la inteligencia artificial, ya que permite aplicar en salud una herramienta que ya se usa desde hace años en ingeniería: el gemelo digital", apunta Andreu Martínez Climent, Profesor en el Departamento de Electrónica e Investigador en el Instituto ITACA de la Universitat Politècnica de València.

A través de esta entrevista a Saber Vivir, conoceremos de primera mano qué son y para qué sirven los gemelos cardíacos, además de quién se beneficiará de este gran avance tecnológico con efectos extraordinarios en la salud, y por extensión, en la vida de las personas.

En primer lugar, ¿qué es un gemelo digital?

Es una copia virtual de un objeto real. En el caso de la cardiología, se trata de una reproducción digital del corazón de cada persona, construida con sus datos reales. Esta copia no solo “se parece”, sino que también imita su funcionamiento: late, puede fallar, y nos permite probar tratamientos de forma segura, antes de aplicarlos en el paciente.

¿Cómo se consigue todo eso?

El gemelo digital se construye con datos del paciente: por ejemplo, imágenes del corazón obtenidas con resonancia magnética, o señales eléctricas tomadas desde la piel con sensores.

Estos datos se introducen en un programa informático que recrea el corazón en tres dimensiones y simula cómo se mueve la electricidad dentro de él. Así, los médicos pueden “ver” cómo funciona el corazón por dentro, y prever qué pasaría si se aplicara un tratamiento. Es como tener un simulador médico personalizado.

Una revolución que debe de tener un origen, ¿cuál?

La idea de crear modelos digitales del corazón lleva más de 15 años desarrollándose en laboratorios de investigación de todo el mundo. Durante mucho tiempo fue algo limitado a la ciencia básica, porque no teníamos la capacidad informática necesaria ni los datos suficientes.

Pero en los últimos cinco años, gracias al gran avance de la inteligencia artificial, las técnicas de imagen médica y el uso de señales eléctricas del corazón, hemos empezado a construir los primeros modelos realistas.

¿En qué momento estamos ahora?

Vivimos en una fase muy importante: la de validación científica. Es decir, estamos comprobando si estos gemelos digitales realmente pueden ayudar a los médicos a tomar mejores decisiones en la práctica clínica. Aún queda camino por recorrer, pero los primeros resultados son muy esperanzadores.

En este recorrido, ¿qué hito destacaría por encima del resto?

Uno de los logros más relevantes sería la posibilidad de generar gemelos digitales del corazón en tiempo real, durante una intervención médica.

Por ejemplo, en nuestra investigación actual ya somos capaces de registrar la actividad eléctrica del corazón con un sistema de mapeo no invasivo -es decir, sin necesidad de entrar dentro del cuerpo- y, en cuestión de minutos, construir un modelo digital del corazón del paciente.

Esto nos permite simular, en ese mismo momento, si una intervención contra una arritmia podría funcionar antes de llevarla a cabo. Poder hacer esto directamente en el quirófano, mientras se está tratando al paciente, era algo que hace apenas unos años parecía un sueño. Hoy, gracias a los avances tecnológicos, empieza a ser una realidad tangible.

¿Qué aportan los gemelos digitales a la cardiología?

Esta herramienta están empezando a usarse en muchas áreas de la medicina: por ejemplo, para diseñar prótesis a medida, planificar cirugías o estudiar cómo avanza una enfermedad.

En nuestro caso, nos centramos en una de las patologías más frecuentes y persistentes: las arritmias cardíacas. Las aplicaciones más relevantes hoy en día están en el tratamiento de arritmias complejas, como la fibrilación auricular persistente o las taquicardias ventriculares.

En el caso de la fibrilación auricular persistente, que es una de las arritmias más frecuentes en personas mayores, muchos tratamientos actuales no funcionan en todos los pacientes, y ahí es donde un gemelo digital puede ayudar: nos permite simular el resultado de distintas estrategias antes de aplicarlas. También será muy útil en el futuro para evitar muertes súbitas por arritmias ventriculares en personas con daño en el corazón.

Entonces, ¿quiénes serán los pacientes más beneficiados?

Sobre todo, aquellos que padecen enfermedades del ritmo cardíaco que no responden bien a los tratamientos habituales. También personas con enfermedades cardíacas congénitas o que han sufrido un infarto y presentan tejido cicatricial en el corazón.

Incluso pacientes que ya han sido tratados pero en los que persiste la duda sobre cuál será el siguiente paso terapéutico.

¿Qué le gustaría conseguir con los gemelos digitales cardíacos a medio y largo plazo?

Me gustaría que cada persona con riesgo cardíaco pudiera tener su propio gemelo digital, igual que hoy tenemos un historial médico. Y que ese modelo se pudiera actualizar en cada revisión, ayudando a detectar cambios con antelación y a planificar tratamientos a medida. A largo plazo, estos gemelos podrían usarse incluso en prevención, anticipando enfermedades antes de que aparezcan síntomas.

Parece que existe una estrecha relación entre los gemelos digitales y la medicina preventiva, ¿es así?

Sí, completamente. Al simular cómo va a evolucionar el corazón con el tiempo, el gemelo digital puede detectar señales tempranas de problemas futuros. Por ejemplo, si ciertas zonas empiezan a funcionar peor, podríamos actuar antes de que ocurra una arritmia o un fallo cardíaco. Esto supone un cambio muy importante hacia una medicina más proactiva y preventiva.

¿Y con la medicina personalizada?

También. De hecho, aquí es donde los gemelos digitales muestran todo su potencial. Cada corazón es único: su forma, su tamaño, su manera de latir… Incluso si dos personas tienen la misma enfermedad, el tratamiento que funciona en una, puede no funcionar en la otra. La medicina personalizada busca precisamente eso: adaptar el tratamiento a cada persona.

Con un gemelo digital, esto es posible. Podemos simular en el modelo virtual distintos tratamientos -por ejemplo, una ablación, un marcapasos o un medicamento- y ver cuál podría funcionar mejor antes de aplicarlo realmente al paciente. Esto nos ayuda a reducir riesgos y a tomar decisiones más informadas y seguras.

Además, visualizamos un futuro en el que, al menos una vez al año, durante los chequeos rutinarios, a las personas se les haga un mapeo eléctrico no invasivo del corazón -de forma similar a un electrocardiograma, pero más completo-.

Esos datos se incorporarían a su gemelo digital, que se habría ido construyendo desde la juventud, acumulando información año tras año.
Con ese historial digital del corazón, los médicos podrían evaluar cómo está evolucionando, detectar pequeños cambios que aún no dan síntomas y prever, con años de antelación, si esa persona podría beneficiarse de medidas preventivas. Por ejemplo, un tratamiento antiinflamatorio o un cambio en el estilo de vida que evite que más adelante aparezca una arritmia.

Es un paso hacia una medicina no solo personalizada, sino también más anticipativa y menos reactiva. En lugar de esperar a que la enfermedad aparezca, podríamos actuar antes de que ocurra.