Los ‘digital twins’, protagonistas en un futuro de la medicina cada vez más personalizado 

La medicina y la sanidad están atravesando una fase de profunda transformación, impulsada por la innovación digital. La tecnología permite a investigadores, profesionales, desarrolladores de dispositivos médicos, compañías farmacéuticas y expertos de la industria explorar nuevas posibilidades. El objetivo de los próximos avances en medicina es dotar a médicos y pacientes de herramientas para mejorar la prevención y el tratamiento, reducir el impacto de las enfermedades y contener los costes para el sistema sanitario y la sociedad. 

Históricamente, la investigación se ha centrado principalmente en soluciones macro para resolver problemas a gran escala, según el principio de que las terapias deben generalizarse para cubrir una gran cantidad de pacientes. Hoy, sin embargo, crece la conciencia de que también las soluciones micro, altamente especializadas, pueden dar excelentes resultados. 

Claramente, las criticidades que se deben abordar son considerables, porque el cuerpo humano es complejo y la cantidad de variables que afectan la salud es potencialmente infinita. No obstante, una de las mayores apuestas en los próximos avances en medicina es la personalización, con soluciones especializadas en diagnósticos, asistencia y terapias. 

Próximos avances en medicina: los gemelos digitales 

En este contexto se encuadran los numerosos proyectos en torno a los llamados ‘digital twins‘ o gemelos digitales. El concepto nació para indicar el correspondiente virtual de un producto o sistema. Se aplica a muchos campos científicos e industriales.  

En el ámbito médico, los gemelos digitales encuentran aplicación en la elaboración de gemelos digitales de un órgano, de un proceso fisiológico o incluso de un ser humano en su entereza. 

Estos modelos integran toda la información médica relevante, se actualizan con cada examen y también tienen en cuenta datos genéticos y de comportamiento. Combinan conocimientos científicamente probados con modelos biofísicos e información obtenida mediante el procesamiento y la combinación de datos, aprovechando el poder de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático. 

Según el doctor Julio Mayol, director médico del Hospital Clínico San Carlos de Madrid, “un gemelo digital, por un lado, permite describir y entender un proceso, pero a la vez nos sirve para predecir la respuesta del modelo ante la modificación de los elementos que lo componen. El problema es, evidentemente, la fiabilidad de los datos y su grado de representatividad del proceso que se quiere reproducir”. 

De hecho, estos “alter egos” se alimentan de big data, a través de la elaboración de algoritmos y software de procesamiento gráfico. De esta forma es posible recrear un modelo más o menos simplificado de la realidad física, que sea capaz de reproducir ciertos procesos y dinámicas con la mayor fidelidad posible. Por ejemplo, la forma en que se distribuye un medicamento en el cuerpo, las anomalías en la circulación sanguínea o el crecimiento de un tumor. Todos ellos, perfectamente aplicables en próximos avances en medicina que cuidarán de nuestra salud. 

¿Dónde se aplican los gemelos digitales? 

El objetivo final es mejorar el sistema de atención, ayudando al médico a interpretar con mayor precisión los resultados de un diagnóstico o examen físico. Una vez que se haya creado el modelo, se puede intentar rastrear el origen de un trastorno o predecir la evolución de un cuadro clínico, para intervenir primero en la versión digital del paciente y luego en la física. 

La práctica podría aplicarse no solo a un individuo, sino también en la reproducción de un hospital entero, para optimizar la gestión de espacios, personal y recursos, tal y como explicamos recientemente. Esta tecnología también podría ser la base de las historias clínicas electrónicas: los datos permitirían recrear una especie de réplica virtual del paciente, que incluya también sus hábitos diarios, su historia familiar y los factores ambientales a los que está expuesto. 

También existen gemelos digitales que se pueden aprovechar para simular y luego posicionar correctamente cualquier tipo de prótesis. En este sentido, el campo de la cirugía robótica también está muy interesado. Se trabaja incluso en el desarrollo de digital twins que permitan estudiar los componentes psicológicos y conductuales. De esta forma, la evolución de una enfermedad también podría gestionarse desde el punto de vista del estilo de vida y el bienestar percibido. 

Un mercado en expansión que lo cambia todo 

La aplicación efectiva de los gemelos digitales es muy reciente porque solo ahora tenemos las tecnologías para intentar recrear dobles virtuales de procesos complejos que sean mínimamente fiables. Incluso sin la aceleración inducida por la pandemia, las estimaciones de crecimiento del sector hablan de un aumento del 40% cada año, para un mercado que ya rondaba los 2.000 millones de euros en 2017, superó los 3.000 en 2020 y para la mitad de esta década se estima que podría alcanzar un valor superior a los 40.000 millones. 

Es natural preguntarse si la digitalización de la medicina podría causar una ampliación de la brecha entre países ricos y pobres. El doctor Mayol considera que “los resultados en salud de los países no están directamente relacionados con el mayor gasto en recursos y tecnología. Esto explica, por ejemplo, que Estados Unidos se gaste el 18% de su PIB en salud y obtenga resultados similares a Albania”. 

Los gemelos digitales en el ámbito de la salud representan una oportunidad para figuras profesionales emergentes: mientras el médico seguirá decidiendo cómo intervenir sobre el paciente, los científicos e ingenieros de datos entrarán cada vez más en el proceso asistencial. También será el caso de nuevas figuras híbridas con la tarea de favorecer la interacción entre profesionales de la medicina y expertos en algoritmos y dispositivos de alta tecnología. 

En este sentido, explica el doctor Mayol, “todo el sistema sanitario, y los hospitales como parte de ellos, deberían cambiar sus estrategias de personas. Necesitamos más científicos y médicos de datos. Es necesario encontrar un balance entre ‘médicos de datos’ y ‘médicos y enfermeras de personas’, y todavía no sabemos dónde está el punto óptimo”.  

“En mi opinión”, añade el experto, “la IA no tendrá que abordar los problemas complejos, sino eliminar los procesos tediosos y repetitivos en los que los médicos no añadimos valor. Por otro lado, lo más importante cuando se utiliza la IA no son las respuestas, son las preguntas. Necesitamos que los médicos y los pacientes trabajen juntos y compartan las decisiones para hacer preguntas inteligentes a la IA. Si no, podremos llegar con mucha precisión a la contestación incorrecta”. 

Retos y desafíos de los próximos avances en medicina 

Entre los retos a afrontar en los próximos avances en medicina, el más relevante es sin duda la mejora de la precisión y la exactitud. De hecho, la eficacia de un gemelo digital depende de la fidelidad de la representación virtual a la realidad física y, por lo tanto, de la calidad de los datos recopilados y procesados, así como de la frecuencia con la que se puede actualizar el propio modelo. 

“Ningún individuo se comporta igual que otro, ni tiene el mismo contexto social que otro. De hecho, el código postal es más importante que el código genético cuando se analizan los resultados de las intervenciones en salud”, argumenta Mayol, quien también añade: “los datos de los que disponemos son de baja calidad y tienen numerosos sesgos. De momento, la medicina personalizada y su repercusión en la mejora de la salud —y en parte en el tratamiento de la enfermedad— es una fantasía”. 

Además, la privacidad de los datos, la vulnerabilidad a los virus informáticos y las amenazas de ataques que puedan manipular los gemelos digitales también se encuentran entre los problemas a resolver. “El alto valor del dato sanitario y el papel fundamental de los sistemas de información para el funcionamiento de la sanidad convierten a la infraestructura informática en una presa codiciada para los ciberdelincuentes. Así que la ciberseguridad debería ser una prioridad absoluta”, asegura el director médico del Hospital Clínico San Carlos de Madrid. 

Lo que también es cierto es que el potencial de estos sistemas para la salud es tan grande como las responsabilidades que conllevan. Por lo tanto, los gemelos digitales en medicina no pueden ser considerados simplemente como el último artilugio tecnológico, sino como próximos avances en medicina que deben entenderse y manejarse con cautela, en cumplimiento de las leyes y respeto a los pacientes.