Red de células especiales distribuyen pulsos que controlan las contracciones que bombean la sangre
A partir de un electrocardiograma y con laayuda de inteligencia artificial, un médico podrá saber cuál sería el mejor tratamiento para su paciente.
La red de Purkinje, llamada así en honor al biólogo y anatomista checo que la describió en 1839, transporta por el corazón los impulsos eléctricos que controlan las contracciones de este órgano, que a su vez aseguran el bombeo de la sangre, nada menos. «La analogía podría ser el cableado que lleva la luz desde el poste del alumbrado público a todos los enchufes que tenemos en la casa y a todas las luces, para que todo funcione bien», cuenta Francisco Sahli, ingeniero civil mecánico, profesor asistente de la Escuela de Ingeniería de la Universidad Católica e investigador principal del Instituto Milenio en Ingeniería e Inteligencia Artificial para la Salud (iHealth).
Este circuito de células transmisoras, vital para el funcionamiento del cuerpo humano, tiene cierto grado de misterio. «No se puede ver con métodos de imágenes tradicionales», explica.
Un equipo del iHealth, liderado por Sahli, desarrolló un modelo computacional que reconstruye digitalmente la red de Purkinje. «A partir del electrocardiograma (ECG), que es un examen bien estándar, y algunas imágenes médicas, reconstruimos cómo se vería esta estructura de la red de Purkinje dentro del corazón», cuenta.
Con un electrocardiograma y algunas imágenes del corazón de un paciente, el modelo computacional crea el «gemelo digital» de su red de Purkinje. «Esto significa un poco como jugar al detective. El corazón nos da ciertas pistas. El electrocardiograma nos dice cómo está funcionando eléctricamente el corazón. Nosotros, a partir de eso, ocupando modelos computacionales e inteligencia artificial, podemos determinar cuál sería la forma de esta red. Ahí podemos identificar si está funcionando bien o está funcionando mal», cuenta.
Este método permite crear una representación digital personalizada de esta red, usando únicamente datos no invasivos, como el ECG.
La inteligencia artificial ayuda a determinar la causa del problema. «Es como un detective automático. Hay miles de posibles redes de Purkinje que pueden explicar los datos de un paciente. Tenemos que tratar de encontrar cuál es la específica y eso es como encontrar una aguja en un pajar. Al final la inteligencia artificial nos ayuda a tratar de encontrar esa red específica de Purkinje», cuenta.
El «gemelo digital» entrega pistas sobre el tipo y la ubicación de la falla. «También hay algo que es bien interesante.
Podemos predecir la respuesta a algunos tratamientos, especialmente los relacionados con marcapasos, porque tenemos un gemelo digital del corazón. Eso significa una réplica virtual en la cual nosotros podemos ensayar tratamientos en el computador, sin tener que probarlos directamente en el paciente, lo cual puede ser bastante riesgoso», asegura.
«Las enfermedades cardiovasculares son la causa principal de muerte en el mundo y cobraron 19 millones de vidas el 2020», dice el estudio, publicado en la revista Medical Image Analysis.
Cuando el sistema eléctrico no funciona bien, el corazón sufre arritmias, es decir alteraciones en el ritmo de los latidos del corazón. Este método computacional podría simular qué pasaría si esa arritmia se trata, por ejemplo, con una «ablación cardiaca», que consiste en «quemar» ciertas células de esta red, para despejar los tacos que puedan producirse en la red y permitir que la electricidad vuelva a fluir normalmente. El «gemelo digital» podría determinar en qué punto de esta red hay que aplicar este tratamiento.
También podría ayudar a determinar en qué lugar hay que instalar un marcapasos. «En el fondo el médico tiene que decidir dónde instalarlo y eso a veces se hace con prueba y error. Este gemelo digital puede ayudar a tomar ese tipo de decisiones», cuenta.
