Все о Цифровых системах - новости, статьи, обзоры, аналитика. Более 1000 компаний, товаров и услуг в каталоге.
Добавить компанию

Почему цифровые двойники являются важной частью цифрового здравоохранения

Рубрики: «Медицина», «Искусственный интеллект (AI)»

Цифровые двойники в медицине

Вступление

Всем хорошо известно, что традиционные отрасли, такие как банковское дело, финансы, производство, цепочка поставок и розничная торговля, извлекли выгоду из растущей цифровизации. Но потребность в данных и цифровой информации произвела фурор в секторе здравоохранения и биологических науках. Наиболее очевидно это проявляется в сфере ухода за пациентами при использовании цифровых двойников.

Для того, кто не знаком с концепцией, «цифровой двойник» - это виртуальное представление физического объекта или процесса в реальном времени. Базирующаяся на облачном решении, цифровая версия физического элемента использует миллионы точек данных, генерируемых указанными объектами или процессами, и позволяет создавать то, что можно рассматривать как живую модель происходящего в реальном времени.

На сегодняшний день цифровые двойники используются в основном для промышленных объектов или оборудования. Однако возможности цифровых решений для здравоохранения выходят за рамки простого знания о том, когда какой-либо генератор выйдет из строя. Если быть более конкретным, цифровой двойник человека может буквально означать разницу между жизнью и смертью.

Цифровизация ухода за пациентами

Если так, то необходимо задаться вопросом, как виртуальная версия живого человека может предоставить работающие идеи, которые потребуются врачам для эффективного оказания помощи. И, если данные являются ключом к здоровью пациентов, то могут ли врачи лечить и (теоретически) излечивать заболевания до того, как они станут проблемой.

Отрасль здравоохранения не новичок в преимуществах использования цифровой информации или ориентированных на алгоритмы аналитических данных. Уже хорошо известны и используются подключенные к Интернету медицинские устройства, носимые и имплантируемые устройства. Но цифровой двойник поднимает планку на несколько уровней выше. Важно отметить, что в настоящее время цифровизация медицинской помощи все чаще осуществляется на основе облачных вычислений, и врачи используют программное обеспечение для проверки ситуаций, которые являются частью их повседневной работы.

В последние годы ценность платформы аналитики медицинских данных возросла, что отчасти обусловлено тем фактом, что у пациентов есть очень много точек данных для изучения. Врачам клиник становится очевидно, что болезнь можно не только лечить с помощью информации, полученной (часто с использованием датчиков) в нужное время, но и предотвратить ее превращение в событие, угрожающее жизни.

Если мы подумаем о таком состоянии, как, скажем, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), то использование для лечения пациента цифровых двойников меняет правила игры. По данным Всемирной организации здравоохранения, ХОБЛ является третьей по значимости причиной смерти людей во всем мире, а также является причиной смерти около 3 миллионов человек ежегодно.

Здесь важно помнить, что ХОБЛ не излечима сама по себе, но страдания пациента можно облегчить с помощью антибиотиков, стероидов или лекарств в небулайзерах. Путем интеграции цифрового двойника в оценку состояния здоровья пациента и последующих превентивных процессов, врач или медицинский работник может увидеть, где возникло заболевание легких, и на основе полученных данных действовать соответствующим образом.

Это можно продемонстрировать в следующем сценарии:

Человек, страдающий одышкой (классический симптом ХОБЛ), поступает в больницу для диагностики. Еще до того, как этого пациента увидит врач, данные, касающиеся его состояния, заносятся в электронную медицинскую карту (ЭМК). Затем подключаются высококачественные датчики, которые контролируют состояние и жизненно важные показатели здоровья - например, ЭКГ, качество воздуха, изменение грудной поверхности во время дыхания, температуру и объем выдыхаемого воздуха. Затем система извлекает данные из истории болезни человека содержащейся в его ЭМК, создавая цифрового двойника из прошлых данных и данных в реальном времени.

Таким образом, теперь от пациента собираются данные, которые можно изучать, анализировать и, на основе которых, можно принимать меры. Цифровой двойник предоставляет всю необходимую информацию и во многих случаях может точно предсказать результаты применения различных лекарств или даже использовать очень детальную информацию, например, о пищевой аллергии и т. п.

Когда у врачей нет информации от цифрового двойника пациента, то для принятия решений они полагаются на свой опыт. Однако в ситуации, когда время имеет решающее значение, быстро принять правильное решение не всегда возможно.   

Цифровой двойник = полезные сведения о здоровье

Как мы уже отмечали выше, цифровой двойник - это живая модель физического объекта. Чтобы модель двойника был успешной, она должна работать с этим объектом таким образом, чтобы виртуальная и реальная версии демонстрировали идеальную синхронность.

Когда вы применяете эту концепцию к «глупым» активам, таким как машины, самолеты, поезда и автомобили, то ценность генерируемых данных предотвращает непреднамеренные простои, дорогостоящий ремонт и, что немаловажно, необходимость поиска замены. Для справки, НАСА еще в 2010 году было ответственным за первое практическое применение цифрового двойника, когда агентство продемонстрировало, как проблемы жизнеобеспечения на «Аполлоне-13» могли быть решены на земле.

Преимущества цифрового двойника в медицине и плюсы точного знания о том, что происходит в любой момент времени, станут важной частью как текущего лечения, так и профилактического ухода. Недавнее исследование, проведенное учеными из Кембриджского университета, используя искусственный интеллект (ИИ) и математическое моделирование для «обеспечения панорамного представление о текущих и будущих патофизиологических состояниях пациента», показало как прогнозируются проблемы со здоровьем с течением времени.

Для понимания, предотвращения и лечения заболеваний врачи всегда использовали данные, но результат часто зависел от сочетания полученных знаний и способности оценить физическое состояние пациента. Цифровой двойник дополняет эти знания и позволяет лучше принимать решения. Цифровое здравоохранение - это наше настоящее и будущее, поэтому возможность увидеть полную картину состояния пациента станет логическим шагом вперед, а иногда, что немаловажно, в буквальном смысле спасением жизни.

Источник: