Tens 0 productes a la teua cistella
A ningú se li escapa que els avanços tecnològics han estat un gran aliat de la medicina en l’últim segle. Gràcies a la tecnologia, cada vegada tenim millors equipaments i dispositius tant per a diagnosi com per a tractament. Al nostre grup d’investigació de l’Institut ITACA de la Universitat Politècnica de València, portem més de 25 anys dedicats a la investigació en eines que milloren la diagnosi en l’àmbit de la cardiologia. En concret, en l’electrofisiologia cardíaca, que és l’especialitat o disciplina que estudia i tracta les anomalies del cor d’origen elèctric. El cor és una bomba mecànica activada per impulsos elèctrics. L’èxit d’aquest fabulós mecanisme ve donat pel fet que els cardiomiòcits (les cèl·lules que componen el teixit muscular del cor) es contrauen de forma coordinada per a bombejar la sang de forma efectiva. Però la contracció només és possible quan s’ha produït l’activació elèctrica. Per tant, primer és l’impuls elèctric i després l’acció mecànica. En conseqüència, un mal funcionament elèctric pot derivar en un mal funcionament o ineficàcia del nostre motor que és el cor.
La primera prova que es sol fer quan es sospita d’un problema cardíac continua sent l’electrocardiograma, amb més de cent anys des de la seua invenció. Va ser en 1901 quan Willem Einthoven, fisiòleg holandés originari de l’illa de Java (hui Indonèsia), va presentar el primer electrocardiògraf amb un pes de quasi 300 kg. La seua invenció i els avanços en electrocardiografia d’Einthoven li valgueren el Premi Nobel en 1924. Avui en dia, aquesta prova és accessible, ràpida i econòmica, i encara es realitza perquè sobretot és útil, ja que pot detectar un ampli ventall d’arítmies i altres anomalies cardíaques de tipus elèctric. Els electrocardiògrafs que s’utilitzen als centres de salut i hospitals empren 10 elèctrodes per tal de captar els senyals de l’activació elèctrica des de distints angles, als quals anomenem derivacions (un total de 12 i de 10 segons de durada és l’ECG-standard). Encara que l’anàlisi visual i la interpretació els realitza el cardiòleg o cardiòloga, el processat de les ones descrites pel senyal de l’ECG amb algorismes matemàtics, així com la quantificació de biomarcadors, pot resultar-li de gran ajuda per a la diagnosi d’anomalies complexes, on les deflexions i ones característiques siguen imperceptibles o indesxifrables per a l’ull humà, així com la transformació a altres dominis, entre ells l’espai-temporal.
Més enllà de l’àmbit clínic, ja estem veient la possibilitat d’obtenir l’electrocardiograma en format reduït (només amb dos elèctrodes, un en cada mà o canell) en dispositius de consum, com ara els anomenats braçalets/rellotges intel·ligents. Aquests dispositius ens proporcionen sols un senyal que correspondria a la visió de l’activació des d’un sol angle i, per tant, amb informació indubtablement útil però incompleta. De fet, qualsevol dispositiu que puga utilitzar-se amb les dues mans podria convertir-se en un electrocardiògraf en potència, siga un volant de cotxe, un manillar de bicicleta, una butaca amb reposabraços, etc. No seria difícil pensar que en un futur tinguem accés fàcil i freqüent a aquests vigilants del cor. Clar està que resultaria inviable la supervisió per facultatius d’una quantitat de dades tan ingent. És precisament en un context de monitorització o cribrats massius on la intel·ligència artificial pot fer un paper més que interessant. Resulta certament atractiva i esperançadora la idea que, gràcies a la detecció a temps per part d’un dispositiu intel·ligent, s’evite una conseqüència greu (és el que s’anomena prevenció). Tanmateix, a ningú ens agradaria que el dispositiu intel·ligent (o ximple, segons es mire) prenguera una decisió en lloc d’un/a especialista. Tenint en compte que la visió d’una sola derivació és insuficient, inevitablement hi haurà errors en un diagnòstic automatitzat. Un estudi recent del nostre grup de recerca revela que els algorismes d’intel·ligència artificial ja poden obtenir una alta precisió en la detecció automàtica d’arítmies i altres cardiopaties (sempre de tipus elèctric) a partir d’electrocardiogrames d’una sola derivació, tot i estar encara lluny de la precisió que s’obtindria emprant totes les derivacions. Tenint en compte la subjacent i inevitable taxa d’errors, els algorismes es podrien ajustar cap a un biaix i tendir a maximitzar la probabilitat de detecció d’episodis anòmals, el que per altra part acabaria proporcionant excessives falses alarmes. Com a conseqüència, un elevat nombre de falses alarmes podria generar pànic innecessari en la població o inclús arribar a col·lapsar els ja saturats centres de salut. Per una altra banda, un biaix tendent a minimitzar falses alarmes podria generar una falsa sensació de seguretat en deixar de detectar episodis anòmals. Resulta evident que qualsevol d’aquests escenaris redueix la utilitat de l’eina. El repte de la intel·ligència artificial per als propers anys serà, per tant, incrementar la precisió del diagnòstic automatitzat en una àmplia i representativa varietat de situacions fins a guanyar la confiança dels especialistes i de la població.
Entre les anomalies elèctriques que es puguen detectar mitjançant l’electrocardiograma, n’hi ha algunes que requereixen exploració electrofisiològica invasiva i l’aplicació de teràpia basada en l’ablació del teixit responsable del mal funcionament. En altres paraules, cremar una regió per tal d’anul·lar-la o aïllar-la, de forma que no puga interferir en l’activitat normal elèctrica de la resta del cor. Per a aquesta comesa s’insereix un catèter de mapatge fins a alguna de les quatre cavitats (dues aurícules i dos ventricles) del cor que enregistra l’activitat elèctrica en cadascun dels seus racons. Mitjançant complexos equips i programaris, és possible oferir a l’electrofisiòleg o electrofisiòloga una imatge anatòmica del comportament elèctric al llarg de la cavitat, i amb la qual decidir on cal ablair. Tot i els avanços en les últimes dècades, encara queden una sèrie de reptes importants per aconseguir, alguns dels quals van associats a una identificació eficaç (i ràpida, si pot ser, per tal de reduir el temps de la intervenció) dels llocs responsables de l’arítmia o cardiopatia. Actualment, el nostre grup d’investigació està immers en un projecte d’investigació per tal d’explorar nous biomarcadors que proporcionen informació complementària als dels equips comercials actuals i que puguen ajudar a millorar la intervenció electrofisiològica. Entre ells, n’hi ha un que hem anomenat Vector Field Heterogeneity que està rebent una gran acceptació. Tot i que aquesta idea resulta atractiva, el camí des de la concepció fins a la implementació i validació clínica en un equip comercial és tremendament complexa. Un impediment comú en aquesta branca de la investigació és no disposar de l’anomenat ground-truth, és a dir, d’unes dades on es sap a ciència certa el punt o regió objectiu a ablair per a la solució permanent del problema.
Crec que a ningú li agradaria que experimentaren amb ell/a o amb una persona pròxima emprant com a element clau un nou biomarcador no testat. I molt menys en una intervenció irreversible al cor. És per això que els investigadors dissenyem experiments en distintes etapes; és el que s’anomena from cell to bedside, és a dir, des de la cèl·lula fins a la capçalera del pacient en l’hospital. Una vegada s’han ideat un conjunt de biomarcadors amb potencial diagnòstic, el primer pas és avaluar si en essència és capaç de capturar i quantificar les qualitats que es busquen. Per a aquest fi es poden generar simulacions computacionals tant amb models matemàtics com fisiològics. Per una altra part, les simulacions difícilment poden representar tota la complexitat i variabilitat que es dona en la fisiologia. La següent etapa podria ser l’experimentació amb model animal (ratolí, conill i porc són els més habituals en el cas de càrdio), el qual requereix l’aprovació d’un protocol per part del corresponent comitè ètic. A més, aquests experiments comporten un major grau de complexitat per a portar-los a terme.
A la Universitat de València hi ha un excel·lent grup d’Investigació en Electrofisiologia Cardíaca, actualment dirigit pel catedràtic Antonio Alberola, i amb qui hem mantingut una col·laboració sostinguda i fructífera en el marc del programa de grups d’excel·lència PROMETEO de la GVA, amb qui formàrem un grup d’excel·lència conjunt dirigit pel catedràtic i cap de Servei de Cardiologia de lʼHospital Clínic de València; actualment estem en el Centre de Recerca Biomèdica en Malalties Cardiovasculars (CIBERCV). Els experiments en què han estat basats la majoria d’estudis són en cor de conill aïllat i perfós segons el sistema conegut com Lagendorff, i exploració mitjançant multielèctrodes (fins a 200 en format de matriu), tant comercials com fets ad hoc pel nostre grup de recerca. És en una fase posterior quan ja realitzem col·laboracions amb laboratoris d’electrofisiologia d’hospitals de referència, tant a la Comunitat Valenciana com a la resta d’Espanya i fins i tot a escala internacional. És en aquest cas on es treballa amb dades clíniques anonimitzades (prèvia aprovació dels corresponents comitès d’ètica) per tal de comprovar la idoneïtat i utilitat dels biomarcadors en la pràctica real. Aquests tipus d’estudis requereixen uns enregistraments de dades molt meticulosos i molt ben anotats i documentats. També són complexos i, atesa la gran variabilitat de la fisiologia humana, no sempre s’obtenen els resultats que s’esperava. Però, quan s’obté algun resultat de valor amb bona acceptació en la comunitat científica, la satisfacció és indescriptible. És precisament aquesta satisfacció la que ens dona l’al·licient i l’energia per a continuar fent camí i contribuir, ni que sols siga una miqueta, a millorar les eines de diagnosi cardiovascular.
Quadern número 496. Novembre 2023.
