‘Living heart project’: una historia de innovación y resiliencia frente al diagnóstico conmovedor de un hijo

El refranero español es sabio. Quien tiene voluntad, tiene la fuerza. Un viejo proverbio que Steven Levine, director sénior de Human Virtual Modelling en Dassault Systèmes, encarna a la perfección. La suya es una historia de determinación, innovación y resiliencia parental. Él mismo relata en primera persona para CIO España cómo surge el proyecto Living heart que capitanea al frente de la tecnológica: del diagnóstico conmovedor de un hijo a la puesta de la tecnología al servicio del personal sanitario.

“Cuando recibes un diagnóstico complejo para un hijo, lo más difícil de afrontar es la incertidumbre. No saber con certeza qué pasará ni tener respuestas claras es lo que más angustia produce”, asegura un Levine estremecido. “Recuerdo sentirme frustrado porque, los médicos, a pesar de su enorme experiencia y dedicación, manejaban diferentes hipótesis al carecer de una forma precisa de visualizar cómo su corazón funcionaba y cómo respondería a un tratamiento”.

Diez años atrás, rememora el ejecutivo, dirigía la estrategia de la división de Simulación en Dassault Systèmes. “Durante décadas, en la industria aeroespacial y automotriz habíamos empleado simulaciones virtuales para diseñar y probar productos antes de fabricarlos. Me pregunté entonces: ¿Por qué no podemos hacer lo mismo con el cuerpo humano?”. Así fue alumbrado Heart living project. “El primer paso que di [en el marco del proyecto] me llevó a contactar con expertos en diversas disciplinas, desde especialistas en tejidos o hematología hasta cardiólogos, pero entonces recaí en que la información estaba muy fragmentada”, confiesa.

Apoyándose en la solución SIMULIA y la plataforma 3DEXPERIENCE, comenta Levine, lograron unificar dicha información – tanto registros e imágenes médicas, como resonancias magnéticas o tomografías computarizadas- y desarrollar la primera simulación 3D de un corazón completo latiendo, capaz de replicar su comportamiento fisiológico con un nivel de precisión sin precedentes. A diferencia de las imágenes médicas convencionales, insiste, “nuestro modelo no es una representación estática: el corazón palpita, la sangre circula y el sistema eléctrico responde de manera dinámica, reflejando fielmente la realidad del órgano en acción”.

Gracias a este avance de carácter tecnológico los médicos pueden hoy en día ensayar diferentes estrategias antes de operar, reduciendo riesgos y mejorando la toma de decisiones. Además, en el ámbito de la investigación, el modelo del Living heart ha acelerado el desarrollo de dispositivos médicos, reduciendo la necesidad de pruebas en animales y acortando los tiempos de aprobación de tratamientos por parte de reguladores como la FDA. 

“La convicción personal de ayudar a mi hija y a otras personas como ella, unida a la disponibilidad de esta poderosa tecnología de simulación, está transformando hoy la medicina”. Sin embargo, su ambición no permanece inamovible; y es que el ejecutivo asegura estar ampliando el concepto a otros órganos como los pulmones, el cerebro y el hígado con el propósito de construir un gemelo virtual del cuerpo humano completo. 

Aterrizando un concepto de tintes futuristas

Aunque la tecnología de gemelos virtuales parece propia de la ciencia ficción, lo cierto es que estas representaciones en 3D de la realidad están más que consagradas en industrias como la aeronáutica o la automoción. En el ámbito de la medicina, sin embargo, hasta hace poco tiempo se seguía dependiendo en gran medida de imágenes estáticas en 2D y de pruebas ensayo-error; “pensé que eso tenía que cambiar”, defiende Levine. “Comenzamos con el corazón porque es un órgano increíblemente complejo, pero a la vez sigue reglas biomecánicas y eléctricas que pueden modelarse con precisión. Lo que conseguimos con el Living heart project fue crear una representación digital que no solo se ve como un corazón real, sino que también se comporta como tal”.

Para ello, sostiene, aplicaron directamente las leyes de la física, la química y la biología. Así, a diferencia de los modelos tradicionales de inteligencia artificial (IA), que se basan en el análisis de grandes volúmenes de datos para hacer predicciones, su enfoque se basa en la ciencia, a la que se añade la observación clínica para completar lo que aún no entienden. “Sabemos cómo se propaga la electricidad a través del músculo cardíaco, cómo se contrae y cómo interactúan sus distintos componentes. En lugar de depender exclusivamente de datos históricos, construimos el modelo a partir de este conocimiento y lo adaptamos con IA, siendo así capaces de procesar el amplio abanico de variables, logrando una fusión única entre ciencia y tecnología”. 

Esto, no obstante, fue solo el comienzo, “nos dimos cuenta de que podíamos aplicar el mismo enfoque a otros órganos y sistemas del cuerpo”. En este sentido, al ejecutivo le “entusiasma” imaginar un futuro en el que cada persona tenga su propio gemelo virtual: un modelo vivo que refleje su salud en tiempo real y permita prever riesgos antes de que aparezcan. “No se trata solo de tratar enfermedades, sino de prevenirlas antes de que se conviertan en un problema”. “Creo que estamos en un punto de inflexión en la medicina, y el hecho de que más de 150 instituciones, desde hospitales hasta agencias reguladoras, estén colaborando con nosotros, demuestra que este no es un concepto futurista, sino una realidad que está transformando la forma en que cuidamos nuestra salud”, apunta.

“Desde la introducción de la radiografía hasta la secuenciación del ADN, cada salto tecnológico ha permitido entender mejor el cuerpo humano. Vivimos un momento clave en el que tecnologías como los gemelos virtuales, la IA y la computación avanzada están revolucionando la manera en que diagnosticamos, tratamos y prevenimos”

Beneficios incontestables del uso de gemelos digitales

Sin lugar a dudas, advierte Levine, el mayor beneficio del empleo de gemelos digitales en el ámbito médico radica en que “nos permite pasar de una medicina basada en la observación y el ensayo-error a una medicina predictiva y personalizada”. Según el portavoz, en la actualidad, desarrollar un medicamento o tratamiento es un proceso extremadamente costoso, con una tasa de éxito inferior al 20%, lo que implica que más del 80% de los ensayos clínicos fracasan. “Se estima que dos tercios de todos los tratamientos administrados a pacientes son ineficaces. Ninguna otra industria podría mantener una tasa de éxito tan baja”, dice.

Ahora, sin embargo, con un gemelo digital los médicos pueden simular cómo reaccionará un paciente ante un tratamiento, ensayar una cirugía antes de realizarla o incluso prever la evolución de una enfermedad sin necesidad de intervenir directamente en el cuerpo real. “Esto no solo mejora los resultados clínicos, sino que también reduce riesgos y costes, tanto para los hospitales como para los pacientes”. 

Gracias a esta capacidad, los gemelos virtuales están redefiniendo la forma en que se desarrollan nuevos tratamientos: permiten sustituir muchas pruebas en animales y acelerar ensayos clínicos utilizando datos sintéticos, por lo que los medicamentos pueden llegar antes al mercado y ajustarse con precisión a una población objetivo, que incluso podría ser un individuo específico. También abre la puerta a una atención más equitativa, porque ayuda a comprender mejor cómo afectan las enfermedades a diferentes poblaciones, importante en áreas donde históricamente ha habido menos representación en la investigación médica. 

Retos y lecciones aprendidas

“Si nos centramos en reformar la práctica médica actual, el mayor reto es la integración de datos”. Para que un gemelo virtual funcione con precisión, necesita información detallada y actualizada sobre el paciente. Sin embargo, a la hora de poner en marcha esta iniciativa se encontraron con barreras como la fragmentación de los datos médicos, la falta de estandarización y las regulaciones sobre privacidad. En muchos casos, los hospitales o centros de investigación trabajan con sistemas cerrados que no comparten información fácilmente, lo que dificulta aprovechar el conocimiento colectivo y crear modelos verdaderamente personalizados y dinámicos. 

Otro desafío importante, comenta, es la validación y la adopción por parte de la comunidad médica. Aunque la tecnología ha demostrado su eficacia en múltiples casos, en medicina todo cambio requiere evidencia científica sólida y aceptación regulatoria. “Estamos trabajando con organismos como la FDA para establecer estándares y protocolos que permitan que los ensayos clínicos virtuales sean reconocidos al mismo nivel que los tradicionales. A medida que avancemos en esta dirección, veremos una adopción más amplia y un impacto aún mayor en la atención sanitaria. Hemos logrado grandes avances y ahora estamos viendo cómo el proceso se acelera rápidamente”. 

Al ser preguntado sobre las lecciones aprendidas en el desarrollo e integración de esta tecnología en casos de uso reales, Levine se pronuncia. “Lo primero que aprendí es que la tecnología, por sí sola, no es suficiente. Podemos desarrollar modelos increíblemente precisos, pero si no logramos que los médicos confíen en ellos y los integren en su práctica diaria, su impacto será limitado”. La clave para abordarlo ha sido la colaboración: trabajar codo con codo con cirujanos, investigadores y reguladores para garantizar que los gemelos virtuales no solo sean innovadores, sino también prácticos y accesibles en entornos reales. “Es emocionante ver cómo, una vez que los médicos experimentan con esta tecnología, la adopción se acelera porque se dan cuenta de su potencial”. 

Siguiendo esta estela también reconoce haber aprendido que, “aunque partimos del modelado del corazón, esta tecnología tiene aplicaciones mucho más amplias de las que imaginamos al principio. Hoy estamos viendo cómo puede transformar el desarrollo de fármacos, la medicina personalizada e incluso la gestión preventiva de la salud. Pero cada nuevo avance trae consigo nuevos retos: integrar datos de diferentes fuentes, mejorar la precisión predictiva de los modelos y garantizar que estas herramientas sean accesibles para más personas. La medicina está cambiando rápidamente, y los gemelos virtuales están en el centro de esa transformación”. 

Cerrando la brecha de la atención sanitaria

Uno de los mayores problemas en la atención sanitaria es que muchos tratamientos y dispositivos médicos han sido diseñados y probados mayoritariamente en poblaciones muy específicas, principalmente hombres blancos. Esto deja enormes vacíos en el conocimiento sobre cómo responden diferentes grupos étnicos, mujeres y niños a ciertas terapias. A juicio de Levine, “los gemelos virtuales pueden cambiar esta realidad porque nos permiten modelar la diversidad humana con un nivel de detalle sin precedentes. En lugar de depender únicamente de datos poblacionales limitados, podemos personalizar simulaciones para reflejar mejor las diferencias biológicas y fisiológicas entre distintos grupos”. 

Sirven de ejemplo las enfermedades cardiovasculares en mujeres. Históricamente, los síntomas y los tratamientos se han basado en estudios realizados en hombres, lo que ha llevado a diagnósticos tardíos y a terapias menos efectivas para ellas. “Con Living heart podemos construir modelos específicos para estudiar cómo afectan los tratamientos a diferentes géneros y adaptar las soluciones médicas en consecuencia. Lo mismo ocurre con poblaciones pediátricas, donde la falta de datos ha hecho que muchas veces los tratamientos sean una extrapolación de estudios en adultos. Ahora, podemos simular cómo un corazón infantil responderá a una intervención y mejorar las opciones terapéuticas con mayor precisión”. 

Además, los gemelos virtuales pueden ayudar a reducir la desigualdad en la investigación médica al proporcionar herramientas que no dependen de grandes ensayos clínicos tradicionales. “Al generar datos sintéticos y modelos basados en simulaciones, podemos incluir representaciones de pacientes de distintos orígenes, incluso en regiones donde históricamente ha habido poca participación en estudios clínicos. Esto no solo hace que la medicina sea más equitativa, sino que también mejora los resultados de salud para todos, porque un sistema basado en datos más diversos es un sistema más preciso y eficiente”, concluye.