Ψηφιακά δίδυμα στην υγειονομική περίθαλψη: Αφαιρώντας τις εικασίες από την υγεία των ασθενών

• Συγγραφέας:
• όνομα συγγραφέα

  Quantumrun Foresight
• Ιούνιος 9, 2022

Περίληψη Insight

Τα ψηφιακά δίδυμα, εικονικά αντίγραφα φυσικών αντικειμένων ή συστημάτων, μεταμορφώνουν διάφορες βιομηχανίες βελτιστοποιώντας την απόδοση και βελτιώνοντας τον σχεδιασμό και την ποιότητα των έργων μέσω της συλλογής δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης, διευκολύνουν πιο ακριβείς διαγνώσεις και εξατομικευμένα σχέδια θεραπείας, με εφαρμογές που κυμαίνονται από εικονικές χειρουργικές δοκιμές που χρησιμοποιούν πλατφόρμες VR έως τη δημιουργία προσαρμοσμένων ιατρικών εργαλείων μέσω τρισδιάστατης εκτύπωσης. Ωστόσο, ενώ προσφέρουν μια σειρά πλεονεκτημάτων, συμπεριλαμβανομένης της πιθανής αναμόρφωσης της εκπαίδευσης στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης και της ετοιμότητας έκτακτης ανάγκης, παρουσιάζουν επίσης προκλήσεις όπως η ανάγκη για αναθεωρημένα ρυθμιστικά πλαίσια και μια αλλαγή στις απαιτήσεις της αγοράς εργασίας.

Ψηφιακό δίδυμο πλαίσιο

Τα ψηφιακά δίδυμα είναι εικονικές αναπαραστάσεις ενός αντικειμένου ή συστήματος σε όλο τον κύκλο ζωής του. Η ανάπτυξή τους απαιτεί ακριβή κατανόηση και αναπαράσταση του τρόπου λειτουργίας αυτών των συστημάτων και του ρόλου που παίζουν αυτά τα αντικείμενα στο σύστημα. Συλλέγουν περαιτέρω δεδομένα σε πραγματικό χρόνο σχετικά με τη δομή ενός αντικειμένου μέσω αισθητήρων και άλλων ασύρματων τεχνολογιών, βελτιώνοντας έτσι τον σχεδιασμό και την ποιότητα των έργων και μειώνοντας το κόστος συντήρησης. Όταν εφαρμόζονται στον χώρο της υγειονομικής περίθαλψης, τα ψηφιακά δίδυμα μπορεί να επιφέρουν επανάσταση στην εκπαίδευση, την κατάρτιση και τη χειρουργική προετοιμασία στον τομέα της υγείας.

Τα ψηφιακά δίδυμα έρχονται σε τρεις διαφορετικές μορφές: αυτόνομα, διπλότυπα και βελτιωμένα. Ένα αυτόνομο ψηφιακό δίδυμο είναι ένα εικονικό αντίγραφο ενός μεμονωμένου προϊόντος ή εξαρτήματος εξοπλισμού και μπορεί να βοηθήσει στην παρακολούθηση και τη βελτιστοποίηση της απόδοσης μεμονωμένων περιουσιακών στοιχείων, ανθρώπων και άλλων φυσικών πόρων. Τα διπλά ψηφιακά δίδυμα βοηθούν στην παρακολούθηση και τη βελτιστοποίηση της χρήσης ενός συνδυασμού σχετικών, διακριτών ψηφιακών διδύμων, όπως εικονικά μοντέλα σε ένα σύστημα πολλαπλών εξαρτημάτων, όπως στα αυτοκίνητα. Τα ενισχυμένα ψηφιακά δίδυμα είναι εικονικά μοντέλα πολύπλοκων και ευρειών οντοτήτων, όπως μια πόλη, και αποτελούνται από ψηφιακά δίδυμα των συστατικών τους μερών. 

Η γνώση των μοναδικών μεταβλητών κινδύνου ενός αντικειμένου ή συστήματος είναι ένα σημαντικό πλεονέκτημα της ύπαρξης ψηφιακού κλώνου. Ένα ψηφιακό δίδυμο μπορεί να χρησιμοποιήσει ολόκληρο το γενετικό υπόβαθρο ενός ατόμου, καθώς και προσαρμοσμένα περιβαλλοντικά δεδομένα και δεδομένα συμπεριφοράς, για να βοηθήσει το άτομο αυτό να προβλέψει, να αποφύγει και να προετοιμαστεί για μελλοντικούς κινδύνους για την υγεία. Οι ψηφιακοί κλώνοι μπορούν επίσης να βοηθήσουν στην ακρίβεια και την ταχύτητα της διάγνωσης. Ένα παράδειγμα της εφαρμογής τους στον τομέα της υγείας είναι η Hewlett Packard που χρησιμοποιεί έναν υπερυπολογιστή για την ανάπτυξη ψηφιακών μοντέλων του εγκεφάλου για ερευνητικούς σκοπούς σε συνεργασία με την Ecole Polytechnique Fédérale de Lausannes (EPFL).

Αποδιοργανωτικός αντίκτυπος

Η κατασκευαστική, η αυτοκινητοβιομηχανία και η αεροδιαστημική βιομηχανία, μεταξύ άλλων, έχουν εφαρμόσει τη χρήση ψηφιακών διδύμων για τη διαχείριση, την αξιολόγηση και τη βελτίωση των συστημάτων. Ωστόσο, τα ψηφιακά δίδυμα πλέον εφαρμόζονται όλο και περισσότερο στους ανθρώπους, ανοίγοντας συναρπαστικές νέες περιπτώσεις χρήσης στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης. Τα ψηφιακά δίδυμα μπορούν να συνδυάσουν δεδομένα από έγγραφα σάρωσης, αποτελέσματα εργαστηρίου, γενετικούς δείκτες και μετρήσεις για να βελτιώσουν την αξιολόγηση γνωστών και άγνωστων ασθενειών. Επιπλέον, μπορούν να παρέχουν στους υπαλλήλους υγειονομικής περίθαλψης αρκετά δεδομένα για να προβλέψουν πιθανώς συγκεκριμένες αντιδράσεις σε επιλεγμένες θεραπείες χρησιμοποιώντας τα φαρμακογονιδιωματικά δεδομένα ενός ασθενούς για να συστήσουν ένα εξατομικευμένο σχέδιο θεραπείας. 

Ένας μεγάλος όγκος δεδομένων μπορεί να συλλεχθεί μέσω της χρήσης μετρητών υγείας. Υπάρχουν επίσης gadget που μπορούν να παρακολουθούν τις παραμέτρους υγείας ενός ατόμου από την κορυφή μέχρι τα νύχια. Αυτές οι συσκευές μπορούν να παρέχουν πληροφορίες που βοηθούν τους επαγγελματίες υγείας και τους ασθενείς να λαμβάνουν πιο ενημερωμένες αποφάσεις. Ωστόσο, αυτές οι συσκευές είναι επίσης ικανές να παρέχουν στον ασθενή μια ασύνδετη εικόνα του ψηφιακού του εαυτού.

Εν τω μεταξύ, οι χειρουργοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν σαρώσεις του σώματος ενός ασθενούς για να δημιουργήσουν ψηφιακά δίδυμα των οργάνων και των μερών του σώματός τους και να χρησιμοποιήσουν αυτά τα δίδυμα για να εξασκήσουν χειρουργικές επεμβάσεις στην εικονική πραγματικότητα ή να χρησιμοποιήσουν συστήματα τεχνητής νοημοσύνης για να βρουν τα καλύτερα όργανα και τεχνικές - όλα αυτά πριν από τη διενέργεια μιας διαδικασίας στο ζωντανό χειρουργείο. Επιπλέον, οι ψηφιακές δίδυμες εγκαταστάσεις υγειονομικής περίθαλψης μπορούν να ενισχύσουν την ετοιμότητα έκτακτης ανάγκης, να ενισχύσουν την ανθεκτικότητα και την αξιοπιστία του κτιρίου και να εντοπίσουν αιτίες σπατάλης ή υπέρβασης κόστους. Η πρόβλεψη ελλείψεων κρεβατιών, η ρύθμιση της ροής των ασθενών και ο περιορισμός της μετάδοσης λοιμώξεων είναι άλλες πιθανές εφαρμογές των ψηφιακών διδύμων. Μπορούν περαιτέρω να επιτρέψουν τη διενέργεια ψηφιακών δοκιμών ακραίων καταστάσεων για να αξιολογηθεί πώς θα τα πήγαινε ένα ίδρυμα σε μια καταστροφή, όπως μια πανδημία.

Επιπτώσεις των ψηφιακών διδύμων στην υγειονομική περίθαλψη  

Οι ευρύτερες επιπτώσεις των ψηφιακών διδύμων στην υγειονομική περίθαλψη μπορεί να περιλαμβάνουν:

• Τα νοσοκομεία και οι πάροχοι υγειονομικής περίθαλψης αξιοποιούν τις αναλύσεις δεδομένων για να κατανοήσουν εξατομικευμένους παράγοντες κινδύνου σε συγκεκριμένες διαδικασίες και αναθέσεις φαρμάκων, που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε βελτιωμένα αποτελέσματα φροντίδας ασθενών. 
• Η ανάπτυξη διαγνωστικών εργαλείων ικανών για ακριβέστερη και ταχεία διάγνωση, βελτιώνοντας έτσι την ποιότητα της φροντίδας των ασθενών. 
• Χειρουργοί που χρησιμοποιούν πλατφόρμες εικονικής πραγματικότητας (VR) για να δοκιμάσουν διαφορετικές χειρουργικές προσεγγίσεις πριν προβούν σε μια σημαντική επέμβαση, η οποία θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά τους κινδύνους που συνδέονται με τις χειρουργικές επεμβάσεις. 
• Νοσοκομεία που υιοθετούν τεχνολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης για να δημιουργήσουν προσαρμοσμένα ιατρικά εργαλεία προσαρμοσμένα στη μοναδική φυσιολογία ή τραυματισμό ενός ασθενούς, τα οποία θα μπορούσαν να φέρουν επανάσταση στην εξατομικευμένη ιατρική. 
• Μια αλλαγή στις απαιτήσεις της αγοράς εργασίας, με μια αυξανόμενη ανάγκη για επαγγελματίες ειδικευμένους στη λειτουργία και τη συντήρηση προηγμένων τεχνολογικών συστημάτων, συμπεριλαμβανομένων των αναλυτών δεδομένων, των ειδικών VR και των τεχνικών τρισδιάστατης εκτύπωσης. 
• Οι κυβερνήσεις δυνητικά επανεξετάζουν ρυθμιστικά πλαίσια για να ανταποκριθούν στις ραγδαίες προόδους στην τεχνολογία υγειονομικής περίθαλψης, οι οποίες ενδέχεται να περιλαμβάνουν τη θέσπιση νέων προτύπων για το απόρρητο των δεδομένων ασθενών, την πιστοποίηση τρισδιάστατων εκτυπωμένων ιατρικών εργαλείων και τη διαπίστευση εικονικών προγραμμάτων εκπαίδευσης χειρουργικής.
• Η εμφάνιση τεχνολογιών τηλεϊατρικής που διευκολύνουν τις εικονικές διαβουλεύσεις ή την παρακολούθηση ασθενών.

Ερωτήσεις προς εξέταση

• Χρησιμοποιεί ο οργανισμός σας ψηφιακά δίδυμα στις δραστηριότητές του; Πως και έτσι?
• Εκτός από την υγειονομική περίθαλψη, πού αλλού μπορεί να χρησιμοποιηθεί η ψηφιακή κλωνοποίηση για τη βελτίωση της ζωής των ανθρώπων;