شش دقیقه پس از ماموریت آپولو 13 به ماه در سال 1970، مخزن اکسیژن آن منفجر شد. این رویداد ناسا را بر آن داشت تا رویکرد جدیدی برای پیش‌بینی خرابی‌های احتمالی در فضاپیمای خود ایجاد کند. این رویکرد بر داده‌های حسگر پیوسته تکیه داشت، که سپس شبیه‌سازی‌های دیجیتالی عمیق را تغذیه می‌کرد و امکان آزمایش بسیار دقیق‌تر سیستم‌های فضایی پیچیده را فراهم می‌کرد. این اولین استفاده از فناوری “دوقلو دیجیتال” بود.
امروز، سیستم های دوقلو دیجیتال در سراسر صنایع استفاده می شود برای بهبود عملیات و شبیه سازی دقیق هرگونه تغییر در یک سیستم. شرکت‌های فناوری مانند اپل و تسلا از دوقلوهای دیجیتال برای نظارت بر عملکرد محصول در این زمینه و تعیین اینکه آیا اجزای سیستم خاص نیاز به تعمیر و نگهداری دارند یا خیر استفاده می‌کنند.
دوقلوهای دیجیتال نیز در مراقبت های بهداشتی مورد استفاده قرار گرفته اند، البته تا حد زیادی در تحقیق و توسعه دارو. با این حال، بزرگترین پتانسیل آن در مدیریت بیماری مزمن است. با پیوند یادگیری ماشینی و فناوری اینترنت اشیا با هوش مصنوعی دوقلوی دیجیتال، رویکردی که با چیزی به اندازه اکتشاف فضا سرچشمه گرفته است، این پتانسیل را دارد که مراقبت های بهداشتی را واقعاً فردی کند.
دیجیتالی کردن مراقبت های سنتی شکست خورده است
پزشکی مدرن طی دهه گذشته با دادن صدای بیماران در تصمیم گیری و به سمت پزشکی دقیق از طریق پیشرفت در تحقیقات ژنومی، حرکت های تدریجی به سمت مراقبت شخصی انجام داده است. هر دو کمک کرده‌اند تا مراقبت‌ها متناسب با فرد باشد، اما در بیشتر موارد، سیستم مراقبت‌های بهداشتی ما رویکردی «گروهی بزرگ» برای ارائه مراقبت دارد.
این در نحوه مدیریت بیماری مزمن مشهود است. هر یک از 133 میلیون آمریکایی که در حال حاضر با یک یا چند بیماری مزمن زندگی می کنند، بر اساس یک مسیر مراقبتی برنامه ریزی شده – یک رژیم درمانی، یک رژیم غذایی معمولی، اغلب تعدادی دارو – تنظیم می شوند و بهبود آنها در دسته های هزاران نفر دیگر اندازه گیری می شود. شرایط خود را به اشتراک بگذارند
این رویکرد جواب نداده است. مشهور، هزینه های ایالات متحده در مورد دیابت، بیماری قلبی و سرطان همچنان در حال افزایش است و تأثیر فناوری بر نتایج و هزینه ها محدود شده است. در مدیریت دیجیتال دیابت، کاهش وزن و سایر شرایط، این تاثیر غیرعاملی بوده است.
در ماه مارس، گزارشی توسط موسسه فناوری بهداشت پیترسون بر این عدم نتایج پایدار تأکید کرد. این گزارش نشان داد که همه راه حل های ارزیابی شده در طول زمان در تعامل و نتایج ضعیف عمل می کنند. در نتیجه، کاهش وزن، کاهش A1C، حذف دارو، معکوس کردن دیابت، و سلامت، رفاه و مزایای اقتصادی این راه حل ها محدود و ناپایدار است.
این به این دلیل است که اکثر راه حل ها فقط یک الگوی ناکارآمد را برای مراقبت دیجیتالی می کنند. آنها تفاوت های فردی را در نظر نمی گیرند. هر فردی مجموعه ای از عوامل فرهنگی، بیولوژیکی، رژیم غذایی، رفتاری و محیطی خود را دارد که بر سلامت او در سطح عمیقا فردی تأثیر می گذارد.
حرکت از مراقبت “شخصی” به مراقبت فردی
هوش مصنوعی دوقلوی دیجیتالی نوید خروج از الگو را می دهد. هسته اصلی فناوری این مفهوم است که هر فردی یک N از یک است. دوقلوی دیجیتالی یک فرد با اندازه گیری مستمر از متغیرهای بالینی و رفتاری منحصر به فرد خود مطلع می شود و از این داده ها برای شکل دادن به راهنمایی های مراقبتی به سمت بهترین و سالم ترین نسخه آن فرد استفاده می کند.
قدرت فناوری دوقلو دیجیتال در توجه آن به چیزهای کوچک است – چیزهایی که می خوریم و انجام می دهیم – و اینکه چگونه آنها بر خود فعلی و آینده ما تأثیر می گذارند. در عمل، دوقلوهای دیجیتالی می توانند به طور دقیق تأثیر یک شام استیک بر سلامت متابولیک یا قلبی عروقی یک فرد خاص را پیش بینی کنند. تا جایی که ممکن است تاثیر منفی باشد، دوقلوهای دیجیتالی می توانند راه هایی را برای کاهش عواقب ارائه دهند. ممکن است 10 دقیقه پیاده روی یا یک دسر جایگزین را پیشنهاد کند. به جای بستنی، شاید نان آجیل موزی با ماست یونانی و انواع توت های تازه یا به سادگی یک توالی متفاوت باشد.
به این ترتیب، هوش مصنوعی دوقلوی دیجیتالی می‌تواند به افراد نشان دهد که اگر در مسیر فعلی خود باقی بمانند و تغییرات بزرگی که با انجام تنظیمات کوچک در طول زمان ممکن است رخ دهد، چه چیزی در انتظار اوست. به روال فعلی خود ادامه دهید، تا سه هفته دیگر می توانید مصرف متفورمین را متوقف کنید. به عادت‌های قدیمی خود بازگردید و می‌توانید انتظار داشته باشید که دوباره پر کنید.
این فناوری قدرتمند است و در حالی که تأثیر آن بر مراقبت های بهداشتی تا حد زیادی فقط در این کشور شناخته شده است دانشگاه، در حال پیدا کردن نقش خود در موارد استفاده تجاری است. در سال 2014، داسو سیستمز و FDA راه اندازی شدند SIMULIA Living Heart، پروژه ای که با سازندگان دستگاه برای توسعه و پالایش دستگاه های قلبی با سرعت بیشتری کار می کند. در شروع همه گیری، OnScale’s پروژه BreathEasy برای بهبود و بهینه‌سازی استفاده از منابع ونتیلاتور، یک دوقلوی دیجیتالی از ریه‌های بیماران COVID-19 ایجاد کرد.
محققان پزشکی همچنین از مدل‌های بیماری دوقلوی دیجیتال برای پیش‌بینی اثربخشی مداخلات دارویی بر اساس فرآیندهای بیولوژیکی پیچیده و بسیار فردی استفاده می‌کنند. داروسازی تاکدا این فناوری را برای کوتاه کردن فرآیندهای دارویی و پیش‌بینی واقعی ورودی-خروجی برای واکنش‌های بیوشیمیایی پذیرفته است. اخیراً، محققان از فناوری دوقلو دیجیتال استفاده کردند شبیه سازی نتایج درمانی و بهترین درمان سرطان اوروفارنکس را بر اساس فرد تعیین کنید.
مدیریت بیماری مزمن مرز بعدی است
الف مقاله اخیر منتشر شده در نیچر ادعا می کند که دوقلوهای دیجیتال “آماده کمک قابل توجهی” به مراقبت از سرطان هستند، به ویژه در نظارت بر پیشرفت بیماری و ارزیابی پاسخ های درمانی، که به طرز بدنامی افراد به فرد متفاوت است. همین مقاله دوقلوهای دیجیتال قلبی را که با تصویربرداری، EHR، ژنتیکی و داده‌های پوشیدنی مداوم تغذیه می‌شوند و پتانسیل آنها برای پیش‌بینی رویدادهای حاد قلبی را تجزیه و تحلیل می‌کند.
این پیشرفت‌ها جای خود را به فناوری‌های مراقبت‌های بهداشتی که زندگی را تغییر می‌دهند، خواهد داد. قدرت آنها در هسته مفهومی هدفشان نهفته است: هیچ چیز پیچیده ایستا نیست.
این به ویژه در مورد سیستم های بیولوژیکی ما صادق است. یک دوقلو دیجیتالی به هزاران نقطه داده در روز برای هر فرد نیاز دارد تا واقعاً تعامل بین زیست شناسی، فرهنگ، سبک زندگی، ترجیحات و سلامت فرد را درک کند. برخی از این داده‌ها قبلاً توسط ابزارهای پوشیدنی و برنامه‌های تلفن همراه جمع‌آوری شده‌اند، اما بدون مدلی که این داده‌ها را در زمینه فرد و سفر مراقبت‌شان قرار می‌دهد، بدون فرمان است.
در دنیای مدیریت بیماری های مزمن، چیزهای کوچک می توانند خیلی سریع به چیزهای بزرگ و تهدید کننده زندگی تبدیل شوند. و در حالی که سلامت دیجیتال امید بیماران را با زبانی مانند «شخصی‌سازی» افزایش داده است، ابزارها و رویکردهایی که به مردم ارائه شده‌اند نیازها و ترجیحات منحصربه‌فرد آنها را برآورده نکرده‌اند.
هوش مصنوعی دوقلوی دیجیتال با کمک به درک بهتر و بهبود سلامت خود در سطحی عمیقاً شخصی، این رویکرد را تغییر خواهد داد. این یک فناوری است که برای تحقق وعده مراقبت فردی آماده شده است.
