Gemelo digital:
¿Por qué Sophia ya no teme al cáncer?Nuestra visión tecnológica muestra cómo la inteligencia artificial y los gemelos digitales de pacientes podrían revolucionar la terapia oncológica. Conoce a Sophia, una paciente del futuro

Descubra cómo podría ser el futuro de la terapia contra el cáncer gracias a los avances en tecnología médica. Siga la trayectoria de nuestra paciente ficticia, Sophia. Si bien nuestro equipo de innovación consideró diversos tipos de cáncer y opciones de tratamiento, aquí solo se presenta un escenario posible para ilustrar cómo una futura cartera de productos y soluciones podría mejorar la atención oncológica.

Sophia lo ha estado pasando mal. Hace dos años, a sus 58 años, le diagnosticaron cáncer de pulmón, concretamente, cáncer de pulmón de células no pequeñas (CPNM). [1] Hace unos meses, se le formaron nuevas metástasis, llamadas oligometástasis, en el hígado y la columna vertebral, lo que fue un shock para Sophia y su familia.

El modelo digital del paciente conoce el curso del tratamiento de Sophia y el plan de acción que ha acordado con sus médicos. Conoce sus preferencias personales y su situación familiar. A través de una aplicación en su smartphone, el modelo digital le recuerda a Sophia cuándo se acerca una revisión o tratamiento. Basándose en recomendaciones científicas, su gemelo digital le ofrece consejos y trucos sobre qué puede hacer antes, durante y después de un tratamiento específico para mejorar su estado general y bienestar.

Los datos del gemelo digital del paciente de Sophia no solo la benefician a ella misma; ella ha aceptado donar sus datos, de forma anónima, por supuesto. Los datos se incorporan a una gigantesca base de datos que puede utilizarse para entrenar algoritmos de IA. De esta manera, la toma de decisiones basada en IA se mejora constantemente.

La inteligencia artificial ayuda a los centros médicos a simular el éxito terapéutico para elegir el mejor siguiente paso. Las alertas tempranas basadas en los datos recopilados permiten a los centros médicos no solo programar citas para revisiones, diagnósticos y tratamientos de seguimiento, sino también predecir cuellos de botella en la capacidad terapéutica y ajustar sus recursos humanos en consecuencia.

Una vez a la semana, Sophie se realiza una biopsia líquida por la mañana después de cepillarse los dientes, una prueba para detectar células cancerosas en la sangre. Ella misma extrae la muestra de sangre simplemente pinchándose el dedo.

Hoy, el biosensor portátil de Sophia ha activado una alarma: los biosensores han detectado anomalías en sus hemogramas que podrían indicar la progresión del cáncer. Al mismo tiempo, la IA envía un mensaje de advertencia al equipo médico de Sophia y sugiere una estrategia a seguir. Sophia está preocupada.

El oncólogo principal llama directamente a Sophia y la tranquiliza. Siguiendo la recomendación de la IA, deciden, junto con Sophia, que el siguiente paso diagnóstico debe ser una tomografía computarizada (TC). La IA de la aplicación de hermanamiento de pacientes en el teléfono inteligente de Sophia identifica el mejor dispositivo de TC para su examen. La IA verifica los recursos disponibles y programa una cita con Sophia para la tomografía computarizada, incluyendo la ubicación exacta y las opciones de viaje. Sophia incluso sabe quién se reunirá con ella para realizar la tomografía.

Dos días después, Sophia se dirige a su tomografía computarizada. Gracias a los datos proporcionados por su paciente gemela, que ya ha almacenado los datos actualizados del análisis de sangre de Sophia, el escáner se ajusta de forma óptima a sus necesidades específicas, incluso antes de que ingrese al centro médico.

El técnico en radiología in situ simplemente tiene que comprobar y confirmar la configuración automática del equipo. Los técnicos en radiología pueden hacerlo incluso desde su ordenador en casa o desde cualquier lugar con una tableta. La tecnología de vanguardia permite realizar exámenes médicos complejos en cualquier momento, incluso en zonas remotas o regiones con escasez de personal médico.

El escáner TC que la IA recomendó para Sophia realiza tomografía computarizada por conteo de fotones. Sus ventajas incluyen una dosis de radiación reducida y una mejor calidad de imagen. [4] Las imágenes de alta resolución y alto contraste del escáner ayudan al personal médico a reconocer pequeños detalles y diferencias en los tejidos, delineando así la invasión tumoral. En combinación con la IA, la radiómica permite obtener información clave adicional sobre el tumor a partir de los datos.

Un equipo de especialistas médicos atiende a Sophia, con oncólogos de diversas disciplinas que trabajan juntos desde diferentes ubicaciones. Se reúnen virtualmente en un foro tumoral en línea, una especie de mesa redonda digital. El objetivo es realizar un diagnóstico fiable para Sophia basándose en todos los datos recopilados hasta el momento de su gemelo digital y evaluar otras opciones de tratamiento.

Toda la información se presenta visualmente en forma de avatar del paciente. Las gafas de realidad virtual (RV) y realidad aumentada (RA) ayudan al personal médico a comprender e interactuar mejor con la información multicapa.

Desafortunadamente, la sospecha inicial se confirma. Al comparar imágenes de las tomografías computarizadas y resonancias magnéticas (RM) previas de Sophia, así como con imágenes de un amplio conjunto de datos de otros pacientes, la tomografía computarizada de conteo de fotones, en conjunto con la IA, identifica patrones que el ojo humano aún no puede detectar: un nuevo tumor está creciendo en el pulmón izquierdo de Sophia

Afortunadamente, el tumor aún se encuentra en una etapa muy temprana. El avatar muestra exactamente dónde se encuentra. Si lo solicitan, los médicos también reciben información adicional, como por ejemplo, sobre las constantes vitales de Sophia, las pruebas de laboratorio y su genómica. Toda esta información se almacena automáticamente en la historia clínica electrónica (HCE) de Sophia.

La IA utiliza el avatar para presentar posibles enfoques terapéuticos, de modo que el equipo médico pueda decidir rápidamente sobre el tratamiento posterior: entre otras cosas, la IA ha creado un gemelo digital del nuevo tumor basándose en patrones genéticos mediante cálculos complejos que utilizan radiómica.

Este procedimiento reduce la cantidad de muestras de tejido que se deben tomar del paciente. La terapia se puede administrar de forma más rápida y específica. Basándose en el gemelo digital del tumor y del paciente, la IA predice la probabilidad de que el tumor responda a las distintas formas de terapia y su éxito. ¿Pueden la crioablación [6] o la radioterapia ayudar mejor a Sophia?

Basándose en las probabilidades calculadas y teniendo en cuenta los efectos secundarios esperados y la rentabilidad, la IA proporciona al equipo médico recomendaciones terapéuticas.

Una vez que los médicos han acordado el plan de acción, Sophia será incluida en la conferencia. Con la ayuda de un amplio modelo de lenguaje, la IA ha preparado la compleja información médica de forma que la paciente la comprenda fácilmente. Los médicos le informan sobre los siguientes pasos del tratamiento recomendado y los riesgos asociados. Esto le proporciona claridad y reduce su incertidumbre. Finalmente, Sophia opta por someterse a radioterapia asistida por IA.

Antes de la introducción de los flujos de trabajo optimizados por IA, la planificación de la radioterapia era un proceso largo que solía dejar a los pacientes esperando varias semanas. Con el apoyo de la IA, la planificación del tratamiento y la radioterapia de Sophia ahora pueden realizarse en pocas horas el mismo día, sin perder tiempo valioso.

La IA planifica la capacidad, coordina las citas, asiste en la planificación detallada de la radioterapia y ajusta la configuración de todos los dispositivos con precisión a las necesidades de Sophia, basándose en los datos de sus pacientes.

A IA gera então um gêmeo digital específico para a radioterapia planejada. Ela utiliza os dados do avatar de Sophia, como dados de tomografias computadorizadas e ressonâncias magnéticas recentes, bem como o reconhecimento, auxiliado por IA, dos órgãos de risco que precisam ser protegidos durante a irradiação. Determinar os limites entre o tecido tumoral e o saudável com a maior precisão possível é crucial para o sucesso do tratamento.

Com base em dados precisos, a IA calcula a quantidade e a distribuição da dose de radiação. O especialista em radiooncologia verifica todos os resultados gerados pela IA antes do início do tratamento.

La IA genera un gemelo digital específico para la radioterapia planificada. Utiliza los datos del avatar de Sophia, como los de las tomografías computarizadas y resonancias magnéticas actuales, así como el reconocimiento (autocontorno) de los órganos en riesgo que deben protegerse durante la irradiación, respaldado por la IA. Determinar los límites entre el tejido tumoral y el sano con la mayor precisión posible es fundamental para el éxito del tratamiento.

La IA ha calculado que Sophia debe recibir una dosis total de radiación de 25 fracciones, distribuidas a lo largo de varias semanas. Su primera radioterapia comenzará de inmediato. Basándose en los datos del protocolo de tratamiento, la configuración del acelerador lineal (linac) ya se ha ajustado para administrar exactamente la dosis calculada.

El linac cuenta con una función de imagen integrada que genera más imágenes médicas durante el tratamiento. Reconoce cómo se mueven los tejidos blandos y los órganos del paciente para compensar estos movimientos. La tecnología de sensores y la IA integradas en el linac tienen en cuenta la respiración y las pausas respiratorias de Sophia durante la irradiación. Con la ayuda de estas imágenes y la IA, la dosis de radiación se puede concentrar con precisión en el tumor, preservando el tejido circundante. Durante el control de calidad, los médicos pueden verificar si el tratamiento fue exitoso, incluso durante su ejecución.

Para la segunda dosis de radiación, unos días después, la IA ya ha evaluado el gemelo digital de radioterapia para los resultados de la primera fracción. Recomienda un ajuste de la dosis prescrita del tratamiento. El oncólogo radioterapeuta decide entonces si acepta el ajuste propuesto de la dosis de radiación para la segunda fracción. Tras consultar con Sophia, aprueba el protocolo.

El tumor hepático de Sophia necesitó tratamiento hace aproximadamente un año. En ese momento, sus médicos optaron por una quimioembolización arterial transcatéter (TACE) por recomendación del AI.

Junto con otras tecnologías clave, la IA también ha apoyado la TACE, recomendando al equipo médico las guías y catéteres adecuados, así como el mejor material de embolización para la oclusión vascular dirigida. Simultáneamente, la IA verificó si dicho material estaba disponible en el inventario del hospital. Para que la angiografía embolizara el suministro de sangre al tumor, la IA recomendó el lugar de inyección correcto, las vías de acceso y el mejor ángulo para el arco en C.

En un futuro aún más lejano, pacientes como Sophia podrían recibir ayuda de un robot de angiografía quirúrgica en un centro médico especializado. Bajo el control y la monitorización constantes de los profesionales médicos, que pueden intervenir remotamente en cualquier momento, el robot de angiografía quirúrgica podría guiar automáticamente el catéter a través de los vasos sanguíneos e inyectar los medicamentos y materiales necesarios para la oclusión vascular del tumor. Esto permitiría ofrecer procedimientos difíciles, poco frecuentes y urgentes también en zonas rurales remotas.

Si Sophia necesita una intervención quirúrgica mínimamente invasiva, los médicos podrían usar la realidad virtual para preparar y simular el procedimiento con antelación. De esta forma, ahorrarían tiempo valioso en el quirófano y minimizarían el riesgo de complicaciones. En el propio quirófano, se utilizarían gafas de realidad aumentada para que los médicos tuvieran toda la información importante sobre la salud de Sophia a la vista en todo momento.

La información de las gafas guiaría a los cirujanos durante el procedimiento. Los expertos que no pudieran estar presentes podrían conectarse a través de las gafas para brindar su evaluación. Durante el procedimiento, la IA brindaría apoyo en tiempo real para la toma de decisiones. De esta forma, se podría simular el proceso y el progreso de la operación y emitir recomendaciones o advertencias en una etapa temprana si la IA detecta desviaciones del procedimiento planificado o una complicación inminente.

¿Cómo se encuentra Sophia unas semanas después? Ha completado su radioterapia. Las evaluaciones actuales de su avatar confirman que el tratamiento ha combatido con éxito el tumor en su pulmón.

La vida de Sophia continúa. Pero su cáncer es una enfermedad crónica que ella y sus médicos monitorean de cerca: Sophia comparte regularmente su estado de salud con su equipo de tratamiento a través de la aplicación en su teléfono inteligente, asiste regularmente a sus revisiones de seguimiento gracias a los recordatorios de la aplicación y se realiza su análisis de sangre semanal en casa.

Sophia se siente bien cuidada: Ante la más mínima señal de deterioro en su estado, su gemelo digital la alertaría de inmediato, tanto a ella como a los médicos que la atienden. La IA, junto con su equipo médico, encontraría entonces una opción de tratamiento personalizada y basada en la evidencia para Sophia y continuaría ayudándola a gestionar su salud.