Salud Digital: Machine Learning aplicado a la salud, Fundación San Patricio

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INVESTIGA I+D+i 2024/2025

GUÍA ESPECÍFICA DE TRABAJO SOBRE "Salud Digital: EI ML (Machine learning) aplicado a la salud"

Texto de Dr. Ricardo Sánchez de Madariaga Julio de 2024

¿ Qué son la salud digital y la ciencia de datos en medicina?

¿Qué son la salud digital y la ciencia de datos en medicina?

A medida que emergen nuevas tecnologías y técnicas avanzadas, el panorama médico evoluciona, y estos dos términos se han convertido en pilares de esta transformación. Aunque pueden parecer conceptos abstractos o demasiado técnicos para el público en general, son esenciales para comprender la medicina del siglo XXI.

La salud digital se refiere a la aplicación de tecnologías digitales, software y sistemas electrónicos para mejorar el acceso, la eficiencia y la calidad de la atención médica. Va más allá de la simple digitalización de registros médicos; abarca herramientas como aplicaciones de salud, plataformas de telemedicina. dispositivos wearables, y sistemas de monitoreo remoto.

Por otro lado, la ciencia de datos en medicina es una disciplina que aplica técnicas avanzadas de análisis de datos para extraer conocimientos valiosos de grandes conjuntos de datos relacionados con la salud. Estos pueden ser registros electrónicos de salud, imágenes médicas, genómica, entre otros. Gracias a esta ciencia, se pueden hacer predicciones más precisas, identificar patrones de enfermedades, y personalizar tratamientos basados en el perfil único de cada paciente.

La fusión de estos dos campos está redefiniendo la medicina como la conocemos. La salud digital proporciona las herramientas y plataformas necesarias para que la ciencia de datos pueda desplegar todo su potencial en beneficio de pacientes, médicos, y sistemas de salud en general. Ya no solo se trata de tener información, sino de saber cómo utilizarla de manera efectiva para lograr una medicina más precisa, preventiva y personalizada.

Contexto actual

El contexto actual de nuestra sociedad está marcado por ciertos cambios sociodemográficos que están ocurriendo y que afectan al funcionamiento de los sistemas públicos de salud y a su sostenibilidad. Así, desde el punto de vista demográfico:

• El envejecimiento de la población (según las previsiones, los mayores de 65 representarán en España el 21% en 2025 y el 30% en 2050), provocado por la mayor esperanza de vida y por el buen funcionamiento de los sistemas sanitarios, va a ocasionar una mayor carga para el propio sistema pues esta población sufre de una mayor morbilidad (comorbilidad en la mayoría de los casos) y es más dependiente.

Porcentaje de gente mayor de 65 años

-EU - Spain 22,00% 20,00% 18,00% 16,00% 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 Year Fuente: Eurostat

• El fenómeno de la inmigración está provocando, por un lado, un cambio en la pirámide poblacional que ocasiona cambios cualitativos y cuantitativos en la población a atender en cada centro sanitario, y por otro, las variaciones relevantes en la incidencia o prevalencia de determinadas enfermedades vinculadas con la morbilidad de los países de origen de esta nueva población.

Desde el punto de vista social también se están produciendo una serie de cambios:

• En la sociedad actual los ciudadanos cada vez cambiamos más de lugar de residencia, tanto de forma permanente por cuestiones laborales o de retiro, como temporales, por turismo, ocio o trabajo, al tiempo que exigimos que los servicios recibidos en esos lugares mantengan la calidad de nuestro lugar de origen. Mientras servicios como la telefonía móvil o los bancarios son capaces de hacer frente a estas demandas, los servicios sanitarios están comenzando a plantearse este problema.
• Los hábitos de vida actuales están causando una mayor incidencia de enfermedades crónicas que suponen un importante reto para el sistema sanitario. El tabaquismo, el sedentarismo y los malos hábitos alimentarios provocan un incremento en el número de pacientes crónicos que sufren obesidad, diabetes, hipertensión, cardiopatías, etc. Incluso los cambios en los modelos de relaciones sociales están causando un incremento en los casos de depresión.

Desde el punto de vista organizativo:

• Los sistemas públicos sanitarios, en su diseño original, se estructuraron en torno a la atención y tratamiento de enfermedades agudas. Tradicionalmente, el paciente que enfrenta una afección aguda acude al hospital, recibe atención médica, y una vez tratado, regresa a su hogar. Este modelo, aunque eficiente para afecciones de corto plazo, no está plenamente adaptado para abordar las necesidades específicas de los pacientes con enfermedades crónicas. Las afecciones crónicas requieren un enfoque diferente, donde la atención médica no se centra solamente en el tratamiento de episodios agudos, sino que se extiende a lo largo del tiempo, proporcionando cuidados continuos y monitoreo regular.
• El objetivo principal es prevenir exacerbaciones o recaídas y garantizar que el paciente pueda mantener una calidad de vida óptima en su entorno habitual. Esto implica la necesidad de implementar sistemas de seguimiento, coordinar diferentes niveles de atención, y muchas veces, integrar tecnologías digitales para supervisar y gestionar la enfermedad de forma remota. Asimismo, se hace esencial la educación y empoderamiento del paciente para manejar su condición de manera efectiva en el día a día. Por lo tanto, los sistemas sanitarios se enfrentan al desafío de reorganizar y adaptar sus servicios y recursos para ofrecer una atención integral y personalizada a este segmento creciente de pacientes con necesidades crónicas.

Desde el ángulo de la medicina moderna, los cambios más significativos surgen del modo en que se emplea y procesa la información:

• El paradigma en el ámbito médico está experimentando un cambio revolucionario hacia el aprovechamiento intensivo de datos. Estamos entrando en lo que muchos expertos describen como el cuarto paradigma científico aplicado a la medicina: el primero se basaba en la observación directa de síntomas y signos clínicos, el segundo en la aplicación del método científico clásico para diagnosticar y tratar enfermedades, el tercero se sumergía en la utilización de tecnologías para mejorar las intervenciones y diagnósticos médicos. Sin embargo, este cuarto paradigma es singular, ya que explora y analiza grandes volúmenes de datos médicos para descubrir patrones, mejorar tratamientos y optimizar diagnósticos utilizando técnicas como la inteligencia artificial, el aprendizaje profundo (deep learning) y el big data.

Con la digitalización y la omnipresencia de dispositivos conectados, las actividades tradicionales están transformándose, poniendo el enfoque en el movimiento de datos más que en el de personas. Fenómenos como el trabajo remoto, la formación en línea y el comercio electrónico son ejemplos de esta transición. En el campo de la salud, la salud digital y la ciencia de datos están reconfigurando la atención médica, permitiendo un acercamiento más personalizado, proactivo y preventivo al bienestar de los pacientes.

• Una de las innovaciones más prometedoras en el ámbito de la salud digital es la adopción de gemelos digitales. Estos representan modelos virtuales y dinámicos de pacientes reales, permitiendo a los profesionales de la salud simular, predecir y visualizar cómo reaccionará un individuo ante diferentes tratamientos o intervenciones sin tener que aplicarlos directamente en primera instancia. Los gemelos digitales combinan información genética, clínica y otras fuentes de datos del paciente para crear representaciones precisas, permitiendo una atención médica más personalizada y adaptada a las características únicas de cada individuo. Esta tecnología tiene el potencial de revolucionar la toma de decisiones clínicas, la investigación y el desarrollo de nuevos tratamientos.

Las TIC y la salud

En el ámbito de la salud, las TIC pueden aportar herramientas en varios campos, como veremos a continuación, pero lo fundamental es que se usen de forma adecuada dentro de servicios que sean útiles, beneficiosos para el sistema y los ciudadanos y que cumplan con los requisitos de equidad, universalidad en el acceso, que estén basados en evidencia científica (es decir, que estén basados en resultados científicamente demostrados) que sean seguros, éticos y que cuiden la protección de datos.

Los principales aspectos en los que las TIC aportan son:

• Las redes de comunicaciones: evidentemente, si queremos llevar los cuidados al entorno del paciente necesitamos canales para llevar la información. Las redes de banda ancha (fibra óptica) en el hogar contribuyen de manera importante, pero también son necesarias las redes móviles, que permiten establecer la comunicación cuando las personas no estén en su domicilio (m-salud). En este sentido la llegada del 5G abrirá nuevas oportunidades para plantear nuevos servicios.
• Dispositivos llevables (wearables): son dispositivos que se basan en sensores y biosensores que son capaces de monitorizar al paciente, es decir, de recoger información sobre las constantes vitales de las personas y transmitirlas para su utilización en la atención.
• Entorno inteligente: también la tecnología proporciona herramientas para monitorizar el entorno, desde detectores para medir el ambiente (calidad del aire, humedad, luz, presencia de tóxicos o contaminantes, ... ) hasta sistemas de posicionamiento que nos permiten conocer la localización de las personas o las cosas y ayudar, por ejemplo, en desplazamientos.
• Herramientas de ayuda a la decisión: la disponibilidad de los datos, así como la capacidad de cálculo a la que cada vez podemos acceder de manera más sencilla permite la creación de herramientas que ayuden a la toma de decisiones, incluso de manera automática, desde cambios en los tratamientos a establecer diagnósticos.
• Herramientas de extracción de conocimiento: al igual que en el punto anterior, la gran cantidad de datos disponibles (y no exclusivamente del campo sanitario, sino también socioeconómicos, geográficos, ambientales, genéticos, ... ) junto con las capacidades de computación, permiten diseñar y emplear algoritmos de Inteligencia Artificial y de Machine Learning, capaces de extraer patrones y relaciones de los datos, incrementando el conocimiento

¿ Cómo puede ayudar la Salud Digital?

Tal y como apunta la definición de Salud Digital (el empleo de las TIC en la Salud), los campos en los que esta pude ayudar son muy variados y no están cerrados, pues se podrán encontrar nuevas maneras de aplicarlas a medida que avancen los descubrimientos o se implanten nuevas tecnologías. A continuación, veremos algunos ejemplos de áreas en las que ya se está trabajando y proyectos implementados. Aunque la mayoría de los proyectos tienen componentes en varias áreas:

Servicios asistenciales proporcionados en el entorno del paciente