Volver a ver a sonreír a sus niños y niñas es el deseo de los padres que llegan al Instituto Nacional de Salud del Niño -San Borja. En los diez años de su creación, este centro de salud ha realizado 42 mil cirugías y casi un millón de atenciones en consultorio tratando patologías complejas a nivel pediátrico. Los avances en investigación biomédica han permitido salvar las vidas y la recuperación favorable de más de 200 pequeños pacientes gracias a la aplicación de impresión 3D, robótica social, realidad virtual e inteligencia artificial. Descubre cómo se utilizan estas innovadoras tecnologías en uno de los principales hospitales pediátricos del Perú.
Este 2023, la
inteligencia artificial se ha sumado a las innovaciones que implementa el
Instituto Nacional de Salud del Niño San Borja, que ha sido calificado como el hospital mejor equipado de Perú para pacientes de alto riesgo, según el
HospiRank de la consultora Global Health Intelligence para el 2023.
También se encuentra en el top 5 de centros de salud con la mayor infraestructura para un alto volumen de procedimientos, así como en las categorías de hospitales con las cantidades más altas de equipos quirúrgicos básicos y los mejores equipados para atender a recién nacidos, de acuerdo con el mismo ranking.
Pero, ¿cómo se usa las nuevas tecnologías en el área de salud en el Perú?
Ropi, el robot de acompañamiento psicológico
Cada mes, un aproximado de 30 niños que sufren quemaduras graves son atendidos en el INSN - San Borja. Solo entre enero y febrero del 2023, el hospital pediátrico recibió a 75 menores que sufrieron quemaduras, cifra que se ha incrementado en 60% con respecto al 2022, con 47 casos.
Los niños deben seguir
curaciones traumáticas y dolorosas mientras se encuentran hospitalizado. Para reducir los cuadros de estrés y de ansiedad, el Instituto Nacional de Salud del Niño - San Borja implementó
—desde el 2021
— un proyecto de
robótica social, en conjunto con investigadores de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), que también involucró a una docena de niños y niñas de la Sub Unidad de Atención Integral al Paciente Quemado.
Ropi nació de la imaginación de los pequeños pacientes del INSN San Borja y se hizo realidad gracias a técnicas de impresión 3D y electrónica. El prototipo de robot con forma de osito fue equipado con una pantalla táctil —en la cual se proyectan sus ojitos— y sensores para facilitar su objetivo: acompañar psicológicamente a los niños con quemaduras. También tiene piezas intercambiables a petición de los niños.
El equipo de psicólogos detrás de Ropi contribuyó en la elaboración de las grabaciones que pueden ser escuchadas desde el parlante ubicado en su pancita. "Queremos que Ropi vaya más allá que un robot que da mensajes, sino que sea un soporte emocional", dijo el psicólogo Ricardo Gálvez, especialista en investigación en salud del INSN San Borja, a la agencia Andina. Ropi ha sido puesto a prueba como un compañero antes y durante las curaciones de los niños víctimas de quemaduras.
"En el futuro también queremos que los acompañen para después de su alta médica. Queremos que sirvan de acompañamiento emocional cuando regresen a casa, y que no haya solo un Ropi sino cientos de Ropi", comentó.
"Los niños con quemaduras graves tienen una alta percepción de dolor y los anestésicos o fármacos no son suficientes. La carga de estrés duplican o quintuplican la sensación de dolor", dijo. También se trabajaron prototipos iniciales en forma de gatito, además del modelo utilizado con forma de osito. Se espera que próximamente Ropi sea el nuevo compañero de los pacientes de la Sub Unidad de Trasplante de Progenitores Hematopoyéticos (TPH).
Además, en colaboración con el Ministerio de Cultura, el robot cuenta hoy con audios en lenguas originarias como quechua, aimara, shipibo-konibo, ashaninka, awajún, y ticuna.
El médico Cender Quispe Juli, investigador del Instituto Nacional de Salud del Niño San Borja, explicó a la Agencia Andina que, tras esta primera etapa de diseño, durante los próximos meses se realizará un estudio científico con un mayor número de pacientes para evaluar la efectividad de este dispositivo tecnológico en el acompañamiento psicológico de los menores.
"Vamos a evaluar hasta qué punto estos robots pueden ser útiles en el acompañamiento psicológico y, si es que encontramos una utilidad aceptable y costo-eficiente, vamos a replicar más robots. Se van a recolectar los datos, uno por uno", sostuvo. Para esta investigación científica se sumarán a pacientes con cáncer infantil (principalmente leucemia y TPH).
ChatGPT e inteligencia artificial aplicada a la salud
Con inteligencia artificial se puede acelerar el proceso de
diagnóstico de enfermedades, tiempo valioso que permitirá garantizar la recuperación de los pacientes. Este es uno de los usos aplicados en el hospital pediátrico, ubicado en el distrito limeño de San Borja. Desde el 2020 se ha implementado el
software MEDIS, que utiliza algoritmos de
inteligencia artificial (IA) para el análisis cardíaco. A la fecha, hay
80 casos procesados en esta plataforma.
Mediante un análisis de flujo en 4D se puede observar segmentos estrechos en el corazón para medir los volúmenes y flujos arteriales para la detección correcta de la anatomía cardíaca.
Además, se han empleado algoritmos de
machine learning para investigar la utilidad de esta tecnología en la detección automatizada del
ángulo de Cobb (una medida para cuantificar las curvaturas espinales), lo que permite diagnosticar
escoliosis, la alteración de la curvatura de la columna vertebral de causa congénita o adquirida. Al diagnosticarse a tiempo, es posible prevenir complicaciones y mejorar la calidad de vida de las niñas, niños y adolescentes. A la fecha, se han analizado "cientos" de radiografías y otros exámenes médicos.
Con los buenos resultados de esta investigación, en los próximos meses se espera entrenar un
algoritmo de IA con "miles de conjuntos de datos" y que su implementación se desarrolle en pacientes pediátricos.
Por otro lado, desde febrero último, un grupo de decenas de pequeños pacientes y sus tutores participó en la elaboración de un prototipo de plataforma web que trabaja con
ChatGPT, un modelo de lenguaje que permite responder preguntas a consultas sobre todo tipo.
La investigación inicial, publicada en la
revista científica Investigación e Innovación Clínica y Quirúrgica Pediátrica del INSN SB, concluyó que la mayoría de las respuestas son precisas y útiles para las preguntas de salud pediátrica. Para el estudio preliminar, los investigadores recolectaron preguntas frecuentes de los cuidadores de los niños. Del total de 30 dudas populares, se escogieron 14 preguntas sobre asma, diarrea, quemaduras, picaduras y otros temas que afectan principalmente a niños menores de 12 años.
Las respuestas de
ChatGPT-3, la versión gratuita y accesible para todos, fueron luego materia de evaluación por doce médicos especialistas en pediatría. Del total, 12 respuestas alcanzaron la mayoría de respaldo de parte del personal médico.
"Los resultados de este estudio preliminar son consistentes con estudios previos que han demostrado la eficacia de los modelos de lenguaje natural, como el modelo GPT, en la generación de respuestas precisas y relevantes en varios campos, incluyendo la medicina", concluyó el estudio, a cargo del doctor Quispe Juli.
El informe también aclaró que "esta herramienta de
inteligencia artificial no puede reemplazar la experiencia y el conocimiento clínico de un médico".
En la siguiente etapa, que próximamente también será publicada como paper, las preguntas con comentarios favorables por pediatras fueron introducidas en un prototipo de plataforma web que puede ser consultada por decenas de pequeños pacientes y sus tutores. El doctor Quispe precisó que esta herramienta, basada en ingeniería de prompts (instrucciones para el modelo de lenguaje de IA), ofrece una respuesta incluso si solo se coloca una palabra específica (y no una pregunta completa). "No reemplaza una consulta médica, pero aterriza (la consulta) y no deja que te quedes con la duda. Con ese conocimiento previo puedes dirigir sus preguntas al profesional (de la salud)", dijo.
También se está trabajando en un nuevo banco de preguntas. "Después de un seguimiento de algunos meses, con cientos o miles de preguntas, si vemos que tiene un buen performance, y que no da información sesgada, se empezará a ampliar su uso de forma generalizada", adelantó el investigador.
La plataforma equipada con el modelo de inteligencia artificial basada en ChatGPT incluye
tres temas centrales para consultas: enfermedades, medicamentos o
curiosidades científicas. También se sumarán otros temas como cuidados e higiene.
Por el momento, la plataforma web solo está habilitada para su uso en el interior del hospital, pero progresivamente se trabajará en versiones móviles.
"La inteligencia artificial son algoritmos que tienen que ser entrenados por conjuntos de datos grandes (big data), que requieren tiempo y equipo de desarrollo. Vamos a probar el perfomance de ChatGPT y explorar
Bard de Google (otro modelo de lenguaje)", indicó. El objetivo, a largo plazo, es crear un "modelo de lenguaje largo o una inteligencia artificial propia".
Sin embargo, los retos no solo se concentran en la capacitación necesaria de los médicos, también en la normativa actual. "El proceso de adquirir tecnología y servicios en general para la investigación es bastante largo y hasta tedioso. Es algo que nos limita al sector público, y tenemos que lidiar con eso", opinó el médico.
Al respecto,
Marushka Chocobar, Secretaria de Gobierno y Transformación Digital de la Presidencia del Consejo de Ministros (PCM), refirió a la
agencia Andina que el uso de tecnologías como la inteligencia artificial, impresión 3D o realidad virtual para apoyar a la salud es resultado de un
camino normativo en pleno desarrollo.
"Se emitido una ley que fortalece el Laboratorio de Gobierno y Transformación Digital que permite ir creando laboratorios que lleven las tecnologías hacia el quehacer (como la salud)". Esta fue la base para que instituciones como el Instituto Nacional de Salud del Niño -San Borja pudiera convertir proyectos de innovación en realidad.
Por otro lado, el pasado 5 de julio se publicó la
Ley 31814, que promueve el uso de la inteligencia artificial en favor del desarrollo económico y social del país. Con esto, el marco normativo para IA está habilitado.
Esta ley reconoce las recomendaciones de la OCDE en materia digital e identifica a la Secretaría de Gobierno y Transformación Digital como la autoridad nacional encargada de dirigir, evaluar y supervisar el uso y la promoción de la inteligencia artificial y las tecnologías emergentes.
En su opinión, lo que falta es difusión de estas iniciativas para que su uso se extienda en el sector salud. Además, es necesario que el Perú esté preparado para la cooperación internacional en
ciencia, tecnología e innovación.
"Este es el camino que hemos iniciado de manera decidida para adherirnos a la OCDE. Se acaba de entregar el memorando entendimiento y este paso va a garantizar que, en lo digital, estemos cumpliendo con todas las indicaciones y recomendaciones", dijo Chobocar.
Réplicas en 3D que guían a médicos en cirugías complejas
La Federación Peruana de Enfermedades Raras y Huérfanas (
Feper) tiene registradas 478 enfermedades raras y 50 asociaciones y/o grupos organizados de pacientes. En el INSNSB se atienden
82 tipos de enfermedades raras.
Algunas de estas enfermedades requieren de cirugías altamente complejas. Para guiar a los médicos en la etapa pre operatoria, se trabajan réplicas anatómicas mediante impresión 3D. Estos biomodelos anatómicos contribuyen con el éxito de las intervenciones.
Juan Pablo Sánchez Navarro, médico radiólogo del INSN SB, dijo a la agencia Andina que —desde el 2020— ya son 140 casos de niños, niñas y adolescentes, cuyas vidas han sido salvadas gracias a la tecnología 3D.
Los
biomodelos 3D se basan en imágenes médicas como tomografías computarizadas y resonancias magnéticas. "Es una herramienta adicional porque el médico puede ver la imagen que va a operar en tamaño real", sostuvo. Además, el biomodelo 3D también se utiliza durante la cirugía para comparar la pieza impresa con la anatomía del pequeño paciente.
Incluso, luego de la intervención quirúrgica, la réplica 3D sigue siendo de utilidad. "Se le puede explicar al papá o mamá tanto antes como después de la cirugía sobre lo que tiene su hijo y cómo se le operó", agregó. Asimismo, es útil para la educación de jóvenes médicos que están formándose en casos pediátricos complejos.
Uno de los primeros casos de éxito, en el 2020, fue la cirugía a una pequeña de 3 años que fue operada por un traumatismo vertebromedular cervical. La reproducción en 3D permitió analizar su estructura vertebral antes de la intervención.
Otro caso destacado fue el de un adolescente de 16 años de San Martín, que llegó a Lima por una fractura en la zona frontal de su cráneo. En el 2021, el doctor Sánchez imprimió en 3D una réplica del hueso craneal afectado, tras 12 horas de trabajo.
Con la tecnología 3D se pueden hacer reproducciones o réplicas de piel, huesos y órganos (corazón, riñón, pulmón y otros) para el análisis antes, durante o después de la cirugía en el Instituto Nacional de Salud del Niño - San Borja.
En julio de 2023, se realizó la primera cirugía de reconstrucción facial a un adolescente de 16 años, que presentaba 22 fracturas en el rostro luego de ser atacado por delincuentes que le robaron su celular en Áncash. El equipo médico realizó el planeamiento quirúrgico con un biomodelo del cráneo del paciente. La cirugía fue un éxito y no requirió ningún corte en el rostro, pues la operación se hizo por la boca (vía intraoral).
En opinión del doctor Sánchez, la impresión 3D tiene potencial de ser usada —como en otros países— como un implante en pacientes.
"Hay materiales que son biocompatibles y se pueden implantar de forma directa al paciente, sin embargo, a pesar de que tenemos las impresoras para lograr ese tipo de impresiones, no contamos con las regulaciones en el Perú", refirió. Estos biomateriales que serían empleados pueden ser derivados del plástico o metal.
Al respecto, aseguró que se está trabajando una propuesta para el desarrollo de este procedimiento médico, así como para que el Instituto Nacional de Salud del Niño - San Borja pueda ofrecer el servicio de impresión 3D a otros centros de salud, extendiendo los beneficios de esta tecnología a pacientes que lo requieran en todo el país.
Realidad virtual para cirugías complejas
Un niño con leucemia puede recuperarse luego de un largo y muchas veces doloroso tratamiento de tres años en promedio. Para superar la sensación de estrés y dolor, se realizan sesiones de distracción usando simuladores de realidad virtual.
La realidad virtual, al igual que la inteligencia artificial, puede tener múltiples usos en salud pediátrica. Luego de una donación en el 2018, el INSN- San Borja ha implementado sesiones de 30 minutos a 1 hora en promedio a los pacientes oncológicos hospitalizados. Más de una docena de los niños han disfrutado de juegos y videos de YouTube VR que les permiten distraerse antes, durante o después de las quimioterapias.
El ingeniero de sistemas Josúe Caycho, investigador de la Unidad de Desarrollo de Investigación, Tecnologías y Docencia del INSN SB, dijo a la agencia Andina que se han adquirido nuevos equipos más modernos que próximamente podrán ser utilizados por los pequeños pacientes de manera supervisada.
También se emplea la realidad virtual (RV) para el análisis pre operatorio. En esos casos, se trabajan modelos de RV que abordan los casos pediátricos para que el equipo médico pueda visualizar y analizar las estructuras anatómicas involucradas, y así alistar la planificación y simulación de una intervención quirúrgica.
En los últimos meses se desarrolló un modelo en RV basado en el caso de un menor del Callao que presentaba una lesión tumoral en la región cervical derecha desde su nacimiento. Con el diagnóstico de linfagioma cervical, su crecimiento fue lento y le causaba dificultad respiratoria debido a la obstrucción de las vías respiratorias.
Con esta reconstrucción digital se pudo mejorar la comprensión de la ubicación compleja del tumor y su proximidad a estructuras vitales, permitiendo al equipo médico diseñar el enfoque para la resección del tumor, garantizando mejores resultados quirúrgicos y minimizando posibles riesgos.
Un pequeño paciente del área de otorrinolaringología también se logró recuperar tras el diseño de un modelo en RV en el que se pudo explorar el tumor que tenía en la cavidad nasal derecha, acompañado de deformaciones en las estructuras óseas adyacentes. Esta tecnología ayudó a determinar las estrategias efectivas para minimizar el sangrado intraoperatorio.
En otro caso, se empleó RV para la cirugía de un pequeño paciente con quistes hidatídicos torácicos, una condición caracterizada por lesiones quísticas pulmonares y hepáticas. El modelo representaba de manera precisa los múltiples quistes, incluyendo aquellos ubicados en el pericardio. Además de su utilidad quirúrgica, este modelo sirvió como un valioso recurso educativo para los padres del paciente y del equipo médico. Luego de la exitosa intervención, se logró la extracción de los quistes.
En un promedio de dos horas, los especialistas en realidad virtual del hospital pediátrico pueden diseñar el simulador RV en base a los exámenes médicos de los menores.
El ingeniero Caycho destacó que la realidad virtual es un recurso que se complementa a otras tecnologías. La impresión 3D no se puede 'agrandar' por ser un objeto físico, recordó, mientras que los modelos de realidad virtual son digitales y le permiten al médico observar una patología con mayor profundidad.
Además, la institución de salud busca fomentar la investigación biomédica a través de su nueva revista científica Investigación e Innovación Clínica y Quirúrgica Pediátrica, cuyo primer número recoge estudios en realidad virtual, inteligencia artificial e impresión 3D de investigadores peruanos y extranjeros.