Digital Twin: Ψηφιακό αντίγραφο για ιατρική ακριβείας

Ο ασθενής κ. Clark έχει διαγνωστεί με κολπική μαρμαρυγή και επισκέπτεται την καρδιολόγο του, δρ. Sullivan. Εκείνος χρησιμοποιεί τα ιατρικά δεδομένα του ασθενή και δημιουργεί το ψηφιακό έκδοχό του (digital twin).

Η εικονική καρδιά που εμφανίζεται στην οθόνη σε τρισδιάστατη μορφή, με τη βοήθεια της δημιουργικής τεχνητής νοημοσύνης (generative AI), δεν είναι μια απλή απεικόνιση, αλλά ένα ψηφιακό αντίγραφο που μοιάζει, συμπεριφέρεται και αντιδρά ακριβώς όπως η φυσική καρδιά του κ. Clark.

Μέσα από μια απρόσκοπτη ροή δεδομένων και προηγμένων δυνατοτήτων ανάλυσης, η γιατρός Sullivan επιλέγει την κατάλυση ως τη βέλτιστη θεραπεία για τον συγκεκριμένο ασθενή στη συγκεκριμένη στιγμή.

Προσομοιώνει τα διάφορα σενάρια στο ψηφιακό δίδυμο και σχεδιάζει την ατομική στρατηγική θεραπείας, επιλέγοντας αυτή με το βέλτιστο υπολογισμένο αποτέλεσμα. Όλες οι ενέργειες περιλαμβάνουν και τυχόν απρόβλεπτες καταστάσεις που μπορούν να τον ανακατευθύνουν, αν κριθεί απαραίτητο.

Ως αποτέλεσμα, ο κ. Clark θα λάβει τη βέλτιστη θεραπεία, την κατάλληλη στιγμή, με τον σωστό τρόπο και με το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα, με βάση τη δική του κατάσταση.

Δεν πρόκειται για μια εικόνα από το μέλλον, αλλά μια κατάσταση ήδη παρούσα στην κλινική πρακτική, αν και στα σπάργανά της ακόμα. Ο Maged N. Kamel Boulos, καθηγητής Ψηφιακής Υγείας στο Πανεπιστήμιο Sun Yat-Sen της Κίνας και του Πανεπιστημίου της Λισαβόνας, μίλησε στο Aristotle Medical Forum του ΑΠΘ στη Θεσσαλονίκη για τις νέες προοπτικές που διανοίγουν οι εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης στην υγεία.

Έκανε λόγο για μια αρχόμενη επανάσταση, με εφαρμογές τόσο στην ιατρική ακριβείας όσο και σε κλινικές δοκιμές, ενώ αναφέρθηκε και στο κανονιστικό πλαίσιο που απαιτείται για τη διασφάλιση της προστασίας των ιατρικών δεδομένων.

Εξατομικευμένη ιατρική

Τα ψηφιακά δίδυμα, ως εικονικά μοντέλα φυσικών αντικειμένων, εμφανίστηκαν στην αυγή του νέου αιώνα, αρχικά στη μεταποίηση, με στόχο τη δοκιμή και βελτιστοποίηση προϊόντων και στη συνέχεια επεκτάθηκαν στη διαστημική τεχνολογία. Πρόσφατα η τεχνολογία εφαρμόστηκε στην υγειονομική περίθαλψη, κάτω από την ομπρέλα της ιατρικής ακριβείας.

«Εδώ το ψηφιακό δίδυμο γίνεται η δυναμική εικονική αναπαράσταση του ασθενούς», είπε ο καθηγητής, τονίζοντας τη λέξη «δυναμική». «Δεν είναι ένα απλό μοντέλο ξεχωριστό από τη φυσική οντότητα του ανθρώπου στον πραγματικό κόσμο, αλλά είναι ένα μοντέλο που μπορεί να επηρεάσει και μπορεί να επηρεαστεί από αλλαγές στη φυσική οντότητα», εξήγησε.

Σήμερα υπάρχει η δυνατότητα να δημιουργηθούν ψηφιακά αντίγραφα σε ένα σύστημα του ανθρώπινου σώματος και σε συγκεκριμένα όργανα, ενώ μελλοντικός στόχος και όραμα είναι να υπάρξουν ψηφιακά δίδυμα ολόκληρου του ανθρώπινου σώματος.

Για τη δημιουργία του χρησιμοποιούνται διαφορετικές πηγές δεδομένων, συνδυάζοντας επιδημιολογικά δεδομένα με τα χαρακτηριστικά του συγκεκριμένου ασθενή, αλλά και περιβαλλοντικές παραμέτρους. Επίσης, δεδομένα από wearables και εφαρμογές κινητών τηλεφώνων που παρακολουθούν ζωτικές παραμέτρους και τον τρόπο ζωής, καθώς και ηλεκτρονικά δεδομένα υγείας, εργαστηριακά αποτελέσματα, εξετάσεις κ.λπ.

Οι πληροφορίες επεξεργάζονται από την τεχνητή νοημοσύνη, συμπεριλαμβανομένης της δημιουργικής τεχνητής νοημοσύνης, με στόχο να δημιουργηθούν συστάσεις και κατευθύνσεις για τη θεραπευτική στρατηγική ή και για την πρόληψη ασθενειών με βάση το προφίλ του κάθε ασθενούς.

«Με την προσομοίωση και σύγκριση διαφόρων επιλογών θεραπείας θα προσπαθήσουμε να απαντήσουμε ποια θεραπεία θα είναι πιο αποτελεσματική στον συγκεκριμένο ασθενή και στη συνέχεια χρησιμοποιούμε αυτό για τη θεραπεία των ασθενών στην πραγματική ζωή», σημείωσε.

Στις κλινικές δοκιμές

Μια άλλη εφαρμογή των ψηφιακών διδύμων είναι οι κλινικές δοκιμές. Τα ψηφιακά δίδυμα χρησιμοποιούνται για την επιτάχυνσή τους και συμβάλλουν στη μείωση του κόστους, καθώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν εικονικοί ασθενείς για το σκέλος ελέγχου.

Όπως είπε ο κ. Boulos, ήδη μια εταιρεία έχει αναπτύξει μέθοδο που έχει λάβει έγκριση από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Φαρμάκων. Διεξάγει κλινικές δοκιμές με τη χρήση της δημιουργικής τεχνητής νοημοσύνης, μεταξύ άλλων για τη νόσο Αλτσχάιμερ και άλλα νοσήματα.

Προστασία δεδομένων

Η διασφάλιση του απορρήτου των ιατρικών δεδομένων και άλλα ζητήματα ηθικής και δεοντολογίας, που ανακύπτουν από την εφαρμογή παρόμοιων τεχνολογιών, βρίσκονται στο «μικροσκόπιο» ρυθμιστικών αρχών ανά τον κόσμο.

«Μπορεί να φανταστεί κανείς τη δυνατότητα εκμετάλλευσης αυτών των προσωπικών δεδομένων από ασφαλιστές ή εργοδότες, αν δεν υπάρξουν οι κατάλληλες διασφαλίσεις για τη μη εμπορευματοποίηση από τη δευτερογενή οικονομία δεδομένων», επεσήμανε ο καθηγητής, τονίζοντας την ύψιστη σημασία της ενημέρωσης και συγκατάθεσης του ασθενούς. Οι ρυθμιστικές αρχές στην Ε.Ε., στις ΗΠΑ και στο Ηνωμένο Βασίλειο προσεγγίζουν το ζήτημα ως μέρος των ρυθμίσεων που αφορούν τα λογισμικά και τα ιατροτεχνολογικά προϊόντα τεχνητής νοημοσύνης.

«Υπάρχουν ακόμα προκλήσεις γιατί οι συγκεκριμένες εφαρμογές εξελίσσονται ταχύτατα, συνεχίζουν να μαθαίνουν και να αλλάζουν, και έτσι δεν αρκεί η ρύθμιση ή η πιστοποίησή τους μία φορά», παρατήρησε.

Συνοψίζοντας, ο καθηγητής ανέφερε πως «βρισκόμαστε μόλις στην αρχή αυτού του είδους της επανάστασης στην ιατρική και την υγειονομική περίθαλψη και τη δημόσια υγεία» και προέβλεψε πως οι σχετικές δημοσιεύσεις θα αυξάνονται τα επόμενα χρόνια, όσο θα ωριμάζουν μαζί οι τεχνολογίες, τα κανονιστικά πλαίσια και οι συναφείς πολιτικές.