eHealth: Las soluciones de la Industria 4.0 aplicadas a la salud

Cuando hablamos de robots, Machine Learning, Internet of Things, gemelo digital y simulación 3D, sensores, etc, tendemos a hacerlo pensando en entornos industriales. Sin embargo, todas las tecnologías e incluso la propia filosofía de la Industria 4.0 pueden ser aplicadas a sectores no industriales. Un ejemplo claro y, a la vez, una tendencia en alza es su aplicación al campo de la medicina en general y, particularmente, a la gestión hospitalaria, lo que conocemos por eHealth.

Si hay un sector en el que la innovación es una constante a lo largo del tiempo es el de la medicina y el cuidado de la salud. Físicos, químicos, matemáticos, astrónomos y médicos fueron los primeros científicos en ser reconocidos como tales desde hace siglos. La investigación constante y, por tanto, la aplicación de continuas innovaciones, forman parte del ADN de la medicina.

Dicho esto, es obvio que el sector del cuidado de la salud no podía quedarse al margen de la revolución tecnológica en la que vivimos. Más allá, se trata de un sector pionero: muchas innovaciones que hoy se han trasladado al sector industrial (como el uso de rayos X y escáneres, la reconstrucción de imágenes en 3D, la aplicación de nuevos materiales y buena parte de la ingeniería química) proceden o tuvieron sus primeras aplicaciones en el campo médico.

La generalización de las comunicaciones digitales en banda ancha y el desarrollo continuo de la tecnología de sensores nos han traído el concepto de eHealth, que no es más que el desarrollo de aplicaciones de uso médico tanto en el tratamiento de pacientes como, sobre todo, en su monitorización a distancia y en la gestión (extremadamente compleja) de los hospitales.

La eHealth y el hospital inteligente

Gracias a la medicina nuestra esperanza de vida (al menos en los países desarrollados) ha crecido espectacularmente en las últimas décadas. Esto, que es una buena noticia para todos, también supone un desafío para el sistema sanitario. El hecho de que vivamos más ha supuesto un incremento de la demanda sanitaria debido a la mayor presencia de patologías asociadas al envejecimiento.

Un hospital es, probablemente, el entorno más complejo que podamos imaginar. Ninguna industria tiene el grado de exigencia y, al mismo tiempo, el grado de complejidad que tiene un hospital. Tengamos en cuenta que un hospital de referencia que puede tener en el entorno de las 800-1.000 camas cuenta con una plantilla de trabajadores que supera ampliamente las 3.000 personas, entre personal médico y de servicios auxiliares. Los hospitales reúnen todos y cada uno de los factores que suponen un quebradero de cabeza para un ingeniero industrial: una logística muy complicada y que debe funcionar como un reloj, numerosos departamentos distintos con requerimientos distintos, todos igual de complejos, un mantenimiento muy exigente e infinidad de protocolos y procedimientos diferentes. Todo ello debe funcionar de forma coordinada, eficaz, con criterios de excelencia en cuanto a calidad y con el menor coste posible.

Muchas de las aplicaciones de la Industria 4.0 ya están en uso en los hospitales. Citaremos algunas de las más importantes:

• Sensorización e Internet of Things: Los pacientes ingresados están monitorizados con sistemas electrónicos: sensores cardíacos, medidores de saturación de oxígeno en sangre, bombas de infusión intravenosa inteligentes (smartpumps), sensores de presión arterial…
• Automatización: Áreas como el laboratorio central de análisis de un hospital disponen de tecnología en la que la gran mayoría de procesos se realizan de forma automática.
• Robotización: Los robots quirúrgicos en los que el cirujano que los controla está sentado frente a una consola de control ya están presentes en muchos quirófanos y sus aplicaciones crecen día a día. Del mismo modo, muchos hospitales cuentan ya con almacenes robotizados en sus áreas de farmacia.
• Conectividad: Los grandes hospitales disponen de un sistema denominado PDMS (Patient Data Management System) que no es más que una red de recogida y procesamiento de datos, lo que permite desde la recepción de alarmas a distancia a la identificación correcta (usualmente mediante códigos de barras o QR) de la medicación prescrita electrónicamente, la gestión de las historias clínicas, restricciones en la dieta y, en definitiva, de todos los datos generados por el paciente antes, durante y después de su estancia en el hospital.
• Big Data: La cantidad de datos que se acumulan en las historias clínicas de millones de pacientes del sistema sanitario son, sin duda, una fuente de información muy valiosa, tanto para la prevención como para la mejora del tratamiento de las enfermedades. El cruce y la explotación de datos a gran escala ya están dando resultados en campos como la tipificación de tumores cancerosos para optimizar el tratamiento y mejorar las expectativas de curación del paciente. Y esto es sólo el principio.
• Machine Learning e Inteligencia Artificial: Tanto el campo del diagnóstico por imagen (radiología digital, TAC, imagen por resonancia magnética, PET, etc) como en aquellos tratamientos que requieren de uso intensivo de tecnología (como la radioterapia) los equipos más avanzados ya incorporan algoritmos que les permiten aprender de la experiencia, algo que resulta de vital importancia para el reconocimiento de las imágenes obtenidas y su diagnóstico rápido. Lo mismo sucede con las máquinas automáticas del laboratorio de análisis.

La aplicación del gemelo digital a la eHealth y la gestión hospitalaria

¿Podemos simular, en todo o en parte, todos los procesos de un hospital mediante un gemelo digital?. Sí, ya disponemos de la tecnología para ello, aunque dada la tremenda complejidad de la que hablamos, no sería en ningún caso un desarrollo fácil. Muchos grandes hospitales ya están en ello. En realidad, no es necesario simular absolutamente todos los procesos, sino tener claro cuál es el objetivo de la implantación de un gemelo digital. En el caso hospitalario, hablamos de la mejora de tiempos de respuesta, de la optimización de los flujos de trabajo, de que cada persona tenga la información que necesita en cada momento, de que los departamentos estén bien dimensionados en cuanto a trabajadores y en cuanto a espacio… en definitiva, la principal aplicación de un gemelo digital en un hospital tiene más que ver con los procesos de gestión que con los clínicos.

Ahí es donde un gemelo digital sí puede desplegar todo su potencial. Además, en sus dos vertientes: la presentación de datos en tiempo real y de forma interactiva y la simulación de distintos escenarios para decidir las respuestas óptimas, tanto a lo que está pasando como a lo que podría pasar en el futuro. Hablamos de mejora de circuitos logísticos, de simulación de necesidades futuras (en función de la edad y el crecimiento de las distintas patologías de las personas a las que se atiende, o de cómo reaccionar de forma eficaz ante una epidemia o un caso de gran emergencia).

El gemelo digital permite también optimizar el mantenimiento preventivo de los equipos, dimensionar las economías de escala en las compras de suministros y eliminar ineficiencias y cuellos de botella en los flujos de trabajo.

Digi Twins, una iniciativa internacional para simular el cuerpo humano

El proyecto Digi Twins, apoyado por la Comisión Europea y en el que participan universidades, centros de investigación, hospitales y empresas de toda Europa pretende ir un paso más allá: utilizar la tecnología de simulación en 3D y la Inteligencia Artificial para crear un gemelo digital de cada paciente.

Las interacciones entre medicamentos, los errores en la administración de la medicación y la falta de un enfoque global interdisciplinario en la atención sanitaria suponen un problema que cuesta vidas humanas. El desarrollo de un sistema que permita a los médicos optimizar los tratamientos evitando las interacciones, simular el funcionamiento de los distintos órganos del cuerpo e incluso adelantarse a la aparición de muchas enfermedades que tienen una base genética supone un desafío colosal en el que se está trabajando y avanzando muy rápidamente. En pocos años nuestro médico de familia podrá acceder a un sistema que le diga si, a la hora de recetar una medicación, existen interacciones farmacocinéticas o incompatibilidades que requieran un cambio en la dosificación o el uso de un tratamiento distinto. Esto puede suponer una revolución que reduzca drásticamente los errores de medicación al tiempo que mejora la calidad de vida de los pacientes y optimiza los recursos del sistema sanitario. La eHealth ya está aquí, pero el futuro próximo, gracias a la aplicación de gemelos digitales, puede cambiar radicalmente nuestras vidas.