Zinātnieki meklē iespējas, lai radītu pacientiem “virtuālās kopijas”, ko ārsti ārsti varētu izmantot, lai saprastu pacienta veselības stāvokli un plānotu ārstēšanu. Digitālo dvīņu koncepts strauji pāriet no inženierzinātnēm uz medicīnu.
Digitālie dvīņi rūpniecībā atdarina mašīnas un sistēmas, lai prognozētu to darbību. Veselības aprūpē tie kļūst par detalizētu pacienta orgānu, asins plūsmas vai pat visa ķermeņa kopiju. Šī kopija tiek pastāvīgi atjaunināta ar reāliem datiem no skenēšanas, laboratorijas testiem un valkājamiem sensoriem.
Djukas Universitātē zinātņu doktore Amanda Rendlsa ar savu komandu izstrādā pacientu digitālos dvīņus. Viņasprāt, digitālie dvīņi var padarīt ārstēšanu personiskāku un proaktīvāku, nevis tikai reaģējošu. Tas nozīmē, ka var laikus projicēt veselības problēmas vai ārstēšanas procesa attīstību.
Kā tad darbojas pacienta digitālais dvīnis? 5 komponenti:
- Pacients – reālās pasaules informācija, piemēram, orgāni, testi, skenēšana un dzīvesveids.
- Datu savienojums – visu informācijas vākšana un sasaistīšana.
- Pacients-in-silico – virtuālais modelis, kas prognozē slimību un ārstēšanas reakcijas.
- Saskarne – rīki ārstiem un pacientiem, lai redzētu un izmantotu dvīni, bieži ar mākslīgā intelekta palīdzību.
- Sinhronizācija – pastāvīgi atjauninājumi, kad ienāk jauni dati.
Rendlsas laboratorija šo pieeju izmanto sarežģītu stāvokļu, piemēram, asinsvadu slimību un vēža, gadījumos. Viņi sāk ar magnētisko rezonansi un kompjūtertomogrāfiju, pēc tam izveido 3D modeļus artērijām vai audzējiem. Šie modeļi integrē slimnīcu datus, piemēram, asins plūsmas īpašības, lai ārstējošie speciālisti varētu pārbaudīt ārstēšanas iespējas pirms operācijas.
Kuru slimību gadījumos digitālie dvīņi ietekmē veselības aprūpi?
- Sirds un asinsvadu aprūpe: “Šī pāreja no reaģējošas uz proaktīvu aprūpi ir liels solis uz priekšu. Piemēram, iedomājieties, ka var diagnosticēt sirds slimības un izveidot optimālu ārstēšanas plānu bez invazīvām procedūrām,” saka Rendlsa.
- Vēža ārstēšana: Audzēju dvīņi var simulēt augšanu un pārbaudīt terapijas, lai izvēlētos visefektīvāko.
- Diabēts: Modeļi var vadīt insulīna devu, izmantojot nepārtrauktu glikozes monitoringu.
- Ķirurģiskā plānošana: Djukas komandas sadarbojas ar ārstu Davidu Hasanu, lai izstrādātu asinsvadu dvīņus, kas ļauj ķirurgiem virtuāli praktizēt procedūras, piemēram, stentu ievietošanu.
Pētnieki uzskata, ka tehnoloģija varētu mazināt ārstu darba slodzi un nodrošināt personiskāku aprūpi, īpaši tad , ja trūkst resursu.
Digitālie dvīņi ir katram pacientam specifiski, palīdz salīdzināt dažādas ārstēšanas iespējas, prognozēt ilgtermiņa rezultātus un agrīni atklāt veselības problēmas, ja tie ir savienoti ar valkājamiem sensoriem. Tomēr ir arī izaicinājumi. Veselības aprūpe rada milzīgu datu apjomu, bet lielākā daļa no tiem netiek izmantota. Kā saka Djukas Universitātes kardioloģijas nodaļas vadītājs Maneshs Patels: “Viena lieta, ko es varu garantēt, ir tā, ka nākamajos gados datu būs arvien vairāk.” Šo datu pārvaldīšana, aizsardzība un saprašana prasa lielas investīcijas un sadarbību starp tehnoloģiju speciālistiem un ārstiem.
Tiek prognozēts, ka medicīnas digitālo dvīņu tirgus līdz 2027. gadam strauji pieaugs. Pašlaik tehnoloģija joprojām attīstās un prasa papildu testēšanu, pirms tā kļūs par ikdienas praksi.
Tomēr tās potenciāls ir ievērojams: nākotnē ārsts varētu konsultēties ar pacienta virtuālo kopiju, lai plānotu ārstēšanu, novērstu komplikācijas un pat prognozētu, kā veselība varētu mainīties laika gaitā.
