El ingeniero vigués que vigila el corazón antes de nacer

La aorta y la arteria pulmonar del feto están unidas por una conexión que comienza a cerrarse tras el nacimiento. Pero un mal desarrollo puede dar lugar a uno de los defectos cardíacos congénitos más frecuentes y también una de las situaciones más complejas de diagnosticar durante el embarazo, pudiendo comprometer la vida del bebé si no se lleva a cabo una cirugía para que el corazón bombee sangre al resto de cuerpo. El ingeniero biomédico vigués Uxío Hermida forma parte del equipo de investigadores y médicos del King’s College de Londres, una de las mejores universidades del mundo, que ha puesto a punto una nueva técnica para detectar la anomalía antes de que la madre dé a luz.

Este avance en el diagnóstico de la coartación de la aorta –o estrechamiento del vaso sanguíneo principal del cuerpo humano– también permitirá reducir el elevado número de falsos positivos, que alcanza el 80%. “Ante la menor duda, los médicos optan por mantener al recién nacido en el hospital porque puede tener un problema cardiaco complicado, lo que genera un gran estrés en los padres”, apunta Hermida, investigador principal junto con la también estudiante de doctorado Milou van Poppel.

Las ecocardiografías fetales que se llevan a cabo actualmente muestran imágenes en dos dimensiones, cuya interpretación depende en gran medida de la experiencia del facultativo. “Lo que ven los médicos es un corte, como si fuese la rebanada de una barra de pan, pero el corazón tiene tres dimensiones”, compara el ingeniero vigués que, gracias a la resonancia magnética, es capaz de obtener una anatomía en 3D detallada de la aorta fetal.

“Tenemos la suerte de que los médicos del King’s College utilizan la resonancia magnética fetal, que es una técnica de imagen bastante reciente y compleja, ya que los fetos se mueven mucho dentro de la barriga. Son datos muy únicos que maneja poca gente en el mundo y poder acceder a ellos es un lujo porque nos permite comprobar qué está pasando y explorar cosas nuevas. Yo uso estas imágenes para hacer análisis de forma, es decir, determinar qué características tienen los fetos sanos y los que van a desarrollar la enfermedad. Y con esta herramienta somos capaces de distinguir qué casos serán falsos positivos en un 90%”, destaca.

“Combinamos técnicas de ingeniería y de Inteligencia Artificial para integrar toda la información de formar más avanzada y poder hacer aportaciones a los médicos que les ayuden a resolver este problema”, añade Hermida, que ya ha publicado sus primeros resultados en la revista Journal of Cardiovascular Translational Research, en un artículo que firma junto a su supervisor Pablo Lamata, la doctoranda Milou van Poppel y otros expertos del King’s College.

Además de mejorar el diagnóstico y reducir los falsos positivos, los investigadores también quieren arrojar luz sobre los mecanismos que causan esta dolencia a través de gemelos digitales del corazón.

“Las simulaciones de dinámica de fluidos nos permiten hacernos preguntas y recrear qué pasaría si cambiamos la forma de la aorta o las características del flujo sanguíneo. Son las mismas tecnologías que se utilizan en el desarrollo de aviones o coches de Fórmula 1, pero nuestras simulaciones son más complejas porque necesitamos más datos para validarlas y asegurarnos de que estudiamos el corazón de la manera correcta. Ahora mismo estoy trabajando en esta parte que podría llegar a ser relevante a nivel clínico en un futuro”, comenta.

Investigación de Uxío Hermida

El ingeniero vigués, cuyo grupo enfoca sus esfuerzos a la cardiología computacional, destaca todo el trabajo en equipo que hay detrás de su investigación de doctorado. “El Hospital St. Thomas está enfrente de la Escuela de Ingeniería Biomédica y de Ciencias de la Imagen e interactuamos mucho con los médicos. Desde que se adquieren las imágenes hasta que yo puedo analizar la forma y elaborar un gemelo digital de la aorta hay muchos pasos que requieren de expertos. Es una combinación de ingeniería, física, inteligencia artificial, matemáticas y la parte clínica”, enfatiza.

El siguiente paso será “trasladar los resultados al mundo real” para que sean útiles. “La resonancia magnética fetal es costosa y no está disponible en muchos hospitales. Lo que también estamos intentando hacer ahora es utilizar lo que sabemos para mejorar el diagnóstico con métodos mas baratos como la ecocardiografía. Todo lo que podamos aprender y trasladar desde la parte 3D permitirá mejorar la atención y también el acceso en países menos desarrollados ”, comenta Hermida, que también colabora en el proyecto de un compañero centrado en el desarrollo de gemelos digitales de corazones adultos a partir de imágenes en 2D.

Poder aplicar sus estudios a la salud humana supone un gran estímulo para el joven vigués, que se formó en la Pompeu Fabra y realizó su trabajo final de grado en Philips Research-Medisys, en París: “La parte técnica siempre me gustó mucho, pero la clínica supone un extra. Las simulaciones que hago las podría aplicar en automoción, pero hacerlo con fetos supone una gran motivación”.

“Imprimí en 3D el corazón de un feto y te impacta lo pequeño que es, la aorta que yo estudio mide un milímetro. Estas cosas te motivan a seguir porque el doctorado es una montaña de emociones. Por suerte, trabajar con más gente te ayuda. Y además para mí es muy importe porque me gusta conocer e involucrarme en los proyectos de otros compañeros”, señala.

Hermida llegó al King’s College en 2019 para cursar un máster en inteligencia artificial y computación de imágenes médicas tras el que inició un doctorado que prevé acabar en 2024. “Nunca fui un estudiante superbrillante a nivel de notas, pero creo que me ha ayudado el hecho de que siempre me he movido porque me apetecía probar cosas. Esa curiosidad, que también me llevó a hacer una prácticas en el Cunqueiro, me ha abierto puertas”, asegura Hermida, que hace unos meses tuvo ocasión de presentar su trabajo en el Parlamento británico tras resultar elegido entre los finalistas de la iniciativa STEM for Britain para jóvenes investigadores.

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