Применение цифровых двойников в области здравоохранения

Термин «цифровой двойник» был впервые представлен широкой публике в 2010 году в дорожной карте интегрированных технологий НАСА в области технологий: моделирование, информационные технологии и обработка.

Простыми словами понятие «цифровой двойник» можно определить следующим образом:

Цифровой двойник (англ. Digital Twin) — цифровая копия физического объекта или процесса, помогающая оптимизировать эффективность бизнеса.

В настоящее время в области здравоохранения наблюдается повышенный интерес к данной технологии. По мнению экспертов, именно в системе здравоохранения цифровые двойники смогут полностью раскрыть свой потенциал в контуре трех магистральных направлений, таких как:

1. развитие персонализированной медицины;
2. разработка, проведение доклинических и клинических исследований, а также важнейшие этапы внедрения новых лекарственных препаратов и медицинских устройств;
3. координация всех бизнес-процессов медицинской организации (оптимизация загрузки коечного фонда, построение логистических цепочек, организация экосистемных партнерств и пр.).

В реальной клинической практике использование цифровых двойников позволяет оптимизировать изучение побочных действий различных лекарственных средств на протяжении всего жизненного цикла препарата, что значительно может повысить безопасность отдельных лекарств и их комбинаций.

Появление прижизненного цифрового двойника пациента может стать технологическим фундаментом персонализированной и превентивной медицины и ускорить принятие общего стандарта обмена медицинскими данными.

Цифровой двойник в здравоохранении может применяться для моделирования работы органа (печень, сердце), системы органов (пищеварительная, выделительная системы), тканей, а также на клеточном и субклеточном уровнях. Цифровой двойник может моделировать процесс протекания или распространения заболевания, реакции пациента на лечение.

Сложные цифровые двойники объединяют два или более из вышеупомянутых типов, в то время как эталонные цифровые близнецы или прото-близнецы служат шаблонами или архетипами для создания более сложных, индивидуальных цифровых близнецов каждого типа.

Цифровые близнецы могут в равной степени охватывать здоровые и больные объекты; например, больная клетка (например, раковая клетка определенного типа), больной орган (например, жировая дистрофия печени при диабете 2 типа) или заболевание или синдром, поражающий все тело или несколько его частей (например, болезнь Паркинсона).

Учреждения здравоохранения (например, больница) также могут иметь свои соответствующие цифровые двойники медицинских организаций или структурных подразделений для лучшего планирования, мониторинга и оптимизации их работы.