Digital Twins nel settore sanitario: una nuova era di innovazione per le imprese

I gemelli digitali sono solo alcune delle nuove tecnologie che stanno rapidamente trasformando il settore sanitario. Queste copie virtuali sono aspetti essenziali per garantire pratiche migliori nel settore sanitario, a vantaggio delle organizzazioni mediche e della cura dei pazienti. In particolare, si stima che i gemelli digitali nel settore sanitario varranno circa 1,6 miliardi di dollari nel 2023. Gli esperti del settore prevedono una crescita significativa nel 2028, quando il mercato varrà oltre 21,1 miliardi di dollari. La fenomenale crescita esponenziale anno dopo anno è davvero un’impresa straordinaria.

Inoltre, è stato scoperto che circa il 66% dei dirigenti sanitari intende aumentare i propri investimenti in robot sanitari entro un triennio. Tale fiducia nelle capacità dei gemelli digitali è una prova evidente degli straordinari vantaggi che queste tecnologie all’avanguardia apportano alla cura dei pazienti e alla gestione operativa.

Va notato che questa tendenza non è solo temporanea, ma rappresenta un cambiamento assoluto nell’influenza tecnologica nel campo della gestione sanitaria. Questo articolo esplorerà l'importanza dei gemelli digitali nel settore sanitario, evidenziandone vantaggi, possibilità e sfide.

Comprendere i gemelli digitali nel settore sanitario

I Digital Twin nel settore sanitario sono le rappresentazioni informatiche di un sistema, dai pazienti agli ospedali e tutto il resto, sia entità fisiche che processi. Le controparti digitali incorporano cartelle cliniche elettroniche (EHR), registri delle malattie e dati omici, inclusi dati proteomici, genomici, metabolomici e bionici, oltre a informazioni demografiche e sullo stile di vita di ciascuna persona.

L’introduzione di nuove tecnologie sostenute dall’IoT e dall’intelligenza artificiale, insieme alla diffusa disponibilità di dati multidimensionali, comprese informazioni comportamentali, biometriche, cognitive, emotive e psicologiche, ha contribuito in modo significativo a un’impennata nell’esplorazione e nell’utilità dei gemelli digitali.

Con il pieno utilizzo, i gemelli digitali per l’assistenza sanitaria possono fornire il modello rivoluzionario per la nostra futura gestione dello stile di vita, della salute, del benessere e delle malattie croniche. Ad esempio, questi modelli virtuali potrebbero continuare a essere aggiornati con i dati provenienti da dispositivi indossabili, app sanitarie mobili e altre forme di dati auto-riferiti. Ciò fornirebbe agli operatori sanitari informazioni di cui non sono ancora confidenziali, che saranno determinanti nello sviluppo di linee guida terapeutiche accurate e consigli personalizzati.

Secondo Liu., i gemelli digitali nel settore sanitario operano in più fasi. Di conseguenza, nella creazione di modelli DT vengono utilizzati tecniche e strumenti di modellazione complicati. L’IoT sanitario e le tecnologie Internet mobile facilitano la connettività dei dati in tempo reale e lo scambio tra entità fisiche e virtuali.

Ciò comporta il sottoporre i modelli di simulazione a test e validazioni rigorosi, nonché al progressivo perfezionamento delle copie dei gemelli digitali. L’obiettivo a lungo termine dei gemelli digitali nella cura dei pazienti è quello di sviluppare un piano personalizzato per il paziente che venga modificato dopo ogni misurazione, scansione o esame, riflettendo i dati comportamentali e genetici.

Vantaggi della tecnologia Digital Twins nel settore sanitario

L’utilizzo dei gemelli digitali nel settore sanitario è molto diffuso. Può persino creare un modello digitale del corpo umano. Detto questo, ecco alcuni vantaggi chiave associati all’implementazione dei gemelli digitali per l’assistenza sanitaria:

Migliore cura del paziente

Un medico potrebbe simulare i trattamenti per il paziente utilizzando il proprio gemello digitale, aiutandolo a prendere decisioni importanti prima di eseguire i trattamenti fisicamente sulla persona. Tale approccio mira a rendere le procedure più sicure elevando al tempo stesso lo standard di cura.

Manutenzione predittiva

I gemelli digitali potrebbero essere utilizzati per prevedere scenari di guasto ed eseguire la manutenzione predittiva di dispositivi medici chiave nel contesto dell’assistenza sanitaria. Ciò consentirà agli operatori sanitari di monitorare continuamente le prestazioni del dispositivo al fine di prevedere eventuali guasti che altrimenti si verificherebbero durante i processi di lavoro medico cruciali.

Formazione e istruzione aumentate

I gemelli digitali diventeranno un’importante piattaforma per migliorare le attività formative e didattiche degli studenti di medicina e infermieristica, nonché di altri operatori sanitari. Fornisce agli studenti una piattaforma interattiva che li aiuta a comprendere i processi chirurgici sofisticati e le condizioni del corpo umano.

Ricerca e sviluppo

Il digital twining costituisce uno strumento importante nel corso delle indagini mediche. Queste repliche virtuali fungono da piattaforme per condurre una serie di esperimenti di ricerca e sondare le complessità che circondano le malattie genetiche. Ciò può contribuire notevolmente a trasformare gli approcci sanitari e le procedure di trattamento medico, soprattutto per i casi rari e complessi.

Ottimizzazione dei sistemi sanitari

I gemelli digitali aiutano le strutture sanitarie a individuare le inefficienze operative e i colli di bottiglia nei loro sistemi. Attraverso questa analisi proattiva, i manager possono massimizzare le risorse, migliorando così il flusso dei pazienti e l’erogazione dei servizi.

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Casi d'uso dei gemelli digitali nel settore sanitario

Le applicazioni del gemello digitale nel settore sanitario coprono una moltitudine di aree nell'ambito della cura dei pazienti e dei servizi ospedalieri/medici. L'uso dei gemelli digitali sta diventando sempre più popolare e questa sezione identifica importanti applicazioni che aiutano a migliorare i servizi medici e la cura dei pazienti.

Sperimentazioni cliniche e scoperta di farmaci

I casi d’uso dei gemelli digitali nel settore sanitario rappresentano un nuovo modo di affrontare i problemi etici e logistici che circondano la conduzione di studi clinici e lo sviluppo di farmaci. Questi modelli virtuali simulano complicati processi biologici e risposte del corpo umano.

I ricercatori possono utilizzare questi modelli per test approfonditi di possibili trattamenti e composti farmaceutici. Accelera il processo di sperimentazione riducendo al contempo i rischi derivanti dalle sperimentazioni convenzionali su esseri umani o animali, rendendo gli approcci allo sviluppo di farmaci più sicuri e rapidi.

Monitoraggio remoto del paziente

I gemelli digitali sono diventati uno strumento prezioso per monitorare il benessere del paziente a distanza e fornire cure o trattamenti adeguati ai pazienti. Tale capacità è particolarmente utile per le persone che vivono in aree remote, così come per coloro che hanno difficoltà motorie. In altre parole, con queste versioni virtuali, i medici possono sempre controllare i dati in tempo reale per scoprire se ci sono deviazioni dalla norma, al fine di adottare misure tempestive e attuare un approccio preventivo in medicina.

Medicina personalizzata

Il gemello digitale in medicina è uno degli approcci più avanzati alla cura dei pazienti. Attraverso lo sfruttamento di molte informazioni specifiche del paziente, queste repliche digitali vengono utilizzate per determinare una modalità di trattamento personalizzata che tiene conto delle condizioni di salute uniche, della genetica, dello stile di vita e delle particolari esigenze mediche.

Questo approccio è personalizzato e garantisce un'elevata efficienza del trattamento e un rischio ridotto di comparsa di reazioni avverse o misure inefficaci. Contribuisce all’ottenimento di risultati positivi e al miglioramento della qualità della vita dei pazienti.

Pianificazione dell'intervento chirurgico

L’implementazione dei gemelli digitali nel settore sanitario ha un ruolo essenziale nel rivoluzionare la pianificazione e la preparazione chirurgica. Attraverso la creazione di modelli 3D fini della particolare struttura anatomica dei singoli pazienti, gli operatori sanitari saranno in grado di immaginare ed eseguire con precisione procedure chirurgiche virtuali, prevedendo e minimizzando le difficoltà e massimizzando i piani chirurgici. Una pianificazione preoperatoria così dettagliata è utile per ridurre le complicanze, abbreviare i tempi operatori, aumentare la precisione chirurgica e portare a un migliore recupero postoperatorio.

Gestione dell'epidemia

I gemelli digitali possono aiutare a controllare la diffusione di una pandemia come quella del Covid-19. Poiché queste tecnologie contengono tutti i tipi di dati, inclusi luoghi di ritrovo sociale, densità di popolazione, numero di strutture sanitarie e altro ancora, possono aiutare i professionisti medici a prendere decisioni informate.

I professionisti medici possono utilizzare questi dati per analizzare i vari fattori che influenzano la diffusione della malattia e adottare misure proattive per controllare la potenziale diffusione di malattie infettive regolando diversi parametri.

Protesi e impianti

Lo sviluppo e l'adattamento di protesi e impianti a singoli pazienti con esigenze anatomiche speciali presenta un nuovo approccio che utilizza i gemelli digitali per garantire adattamento e funzionalità ottimali.

Ad esempio, realizzando duplicati digitali delle parti del corpo ferite dei pazienti, gli operatori sanitari progetteranno protesi e impianti altamente accurati in relazione alle strutture anatomiche specifiche di ciascun paziente, garantendo il comfort e la mobilità del paziente. Queste rappresentazioni digitali possono essere applicate anche per simulare movimenti post-procedura ed esercizi di riabilitazione, aiutando i fisioterapisti a prescrivere programmi di riabilitazione personalizzati per accelerare il recupero e migliorare la vita dei pazienti.

Sviluppo di dispositivi medici

Il digital twining nello sviluppo di dispositivi medici fornisce test e ricerche virtuali completi. Gli sviluppatori possono valutare gli effetti delle variazioni di progettazione, testare diverse condizioni operative e prevedere possibili malfunzionamenti prima di procedere con la fabbricazione di unità reali costruendo facsimili virtuali di strumenti medici.

Questo approccio proattivo è economicamente vantaggioso e riduce il rischio di guasti dei prodotti nel settore sanitario. Inoltre, riduce i tempi di commercializzazione di questi prodotti salvavita. L’implementazione dei gemelli digitali nel settore sanitario consente agli sviluppatori di fornire dispositivi sicuri e ad alte prestazioni conformi a rigorosi standard di sicurezza che garantiscono una migliore cura dei pazienti e risultati sanitari.

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Operazioni ospedaliere

L’uso del digital twining nelle operazioni ospedaliere facilita lo sviluppo di versioni virtuali che possono essere utilizzate per valutare e ottimizzare diversi elementi dell’amministrazione sanitaria. I manager ospedalieri possono utilizzare i gemelli digitali per valutare l'efficacia delle proprie risorse per migliorare la gestione dei letti, la pianificazione del personale e l'utilizzo della sala operatoria. L'utilizzo ottimizzato delle risorse rafforza le prestazioni dell'ospedale e il lavoro del personale, riducendo così i costi operativi.

Inoltre, le caratteristiche della tecnologia del gemello digitale nel settore sanitario forniscono una base sicura per valutare gli effetti dei cambiamenti sulle prestazioni dei sistemi e rendono possibile l'adozione di misure preventive in ambiente ospedaliero. Gli ospedali possono simulare possibili condizioni operative per elaborare piani avanzati di prevenzione dei rischi.

Esempi reali di gemelli digitali nel settore sanitario

Ecco due esempi reali di gemelli digitali nel settore sanitario, che mostrano i nuovi approcci attraverso i quali questa tecnologia sta trasformando la cura dei pazienti e l'amministrazione sanitaria.

1. Babylon Digital Twin per cartelle cliniche elettroniche

Babylon Digital Twin è la piattaforma leader che aiuta le persone a vedere il quadro completo delle loro cartelle cliniche e di altre informazioni sanitarie. Utilizzando una tecnologia IA avanzata abbinata a sofisticate tecniche di deep learning, il sistema fornisce informazioni essenziali sullo stato degli organi e sui fattori predisponenti delle malattie.

Attualmente, la piattaforma si concentra solo su 20 malattie, ma in futuro si prevede la sua espansione per catturare più di 80 malattie. Il Digital Twin di Babylon conferma il ruolo crescente dei dati sanitari individuali che consentono alle persone di rimanere al passo con la propria salute e il proprio benessere.

2. Gemello digitale per la gestione del reparto ospedaliero presso il Mater Hospital di Dublino

Il Mater Hospital di Dublino è un esempio della natura trasformativa del gemellaggio digitale nel settore sanitario nel migliorare il buon funzionamento degli ospedali e delle strutture sanitarie. Il Mater Hospital di Dublino ha utilizzato repliche digitali 3D per valutare criticamente le operazioni quotidiane del suo reparto con l'obiettivo di migliorare il reparto di radiologia. Di conseguenza, una significativa riduzione del tempo di attesa dei pazienti per scansioni TC e MRI critiche ha segnato un reale miglioramento nell’esperienza del paziente nell’ambito dell’iniziativa del gemello digitale.

L’integrazione dei digital twin simulati nel flusso di lavoro presso l’Ospedale Mater ha portato ad una diminuzione di circa 240 minuti del tempo di attesa per le scansioni TC o MRI. Tale ottimizzazione ha contribuito a ridurre i tempi di consegna dei pazienti, con un conseguente aumento delle capacità di scansione MRI e TC rispettivamente del 32% e del 26%.

Sfide legate all’adozione della tecnologia DIghital Twin nel settore sanitario

Il gemellaggio digitale nel settore sanitario presenta diverse sfide che devono essere affrontate con cautela nell’attuazione in ogni fase. Ecco alcune delle sfide principali:

Preoccupazioni sulla sicurezza dei dati e sulla privacy

Il gemellaggio digitale nel settore sanitario utilizza grandi quantità di informazioni sanitarie sensibili. Pertanto, tali dati dovrebbero essere protetti da qualsiasi violazione o accesso non approvato. La crittografia dei dati è essenziale se si vuole tutelare la riservatezza del paziente; è richiesto ai sensi della conformità HIPAA negli Stati Uniti e GDPR in Europa.

Accuratezza e completezza dei dati

L’accuratezza e la completezza nell’inserimento dei dati sono uno dei principali problemi riguardanti i gemelli digitali. Per ottenere una storia medica completa e accurata, informazioni genetiche, fattori di stile di vita e persino dati sanitari in tempo reale raccolti, è necessario prestare molta attenzione ai dettagli. Ciò comporta un sofisticato sistema di raccolta dati.

Sfide di interoperabilità

Questo è un problema importante legato al collegamento, al confronto e alla mescolanza di dati sanitari provenienti da fonti diverse senza interoperabilità. Promuove l’interoperabilità dei dati e, pertanto, standardizza i formati dei dati e armonizza altri sistemi di dati per scambiare dati accurati e tempestivi tra diverse piattaforme sanitarie.

Implementazione in scala

I gemelli digitali per le applicazioni sanitarie dovranno affrontare una serie di problemi di scalabilità unici, dalla fase pilota all’adozione diffusa in vari ambienti dei servizi sanitari. I gemelli digitali del settore sanitario pongono domande chiave su come gestire le complicazioni legate all’integrazione dei dati, rispettare i meccanismi normativi esistenti e richiedere pratiche e approcci standard. Per sfruttare appieno i massimi vantaggi dei gemelli digitali nel settore sanitario, è obbligatorio creare partenariati collaborativi e una cultura che abbracci l’innovazione e la flessibilità.

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Il futuro dell'assistenza sanitaria

I gemelli digitali possono potenzialmente rivoluzionare le molteplici dimensioni della cura dei pazienti, delle operazioni sanitarie e della ricerca. L’adozione dei gemelli digitali nel settore sanitario porterà una grande trasformazione nelle comunità e cambierà il modo in cui viene fornita l’assistenza ai pazienti.

Come rivelato nel rapporto Twindex, oltre la metà degli intervistati ritiene che i gemelli digitali otterranno una maggiore accettazione nelle strutture sanitarie entro i prossimi sei anni. Inoltre, quasi la metà degli intervistati, il 52%, prevede che entro i prossimi tre anni ci sarà un uso diffuso della tecnologia del gemellaggio digitale nel settore sanitario e delle scienze della vita.

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Lo sviluppo dei gemelli digitali nel settore sanitario è una tecnologia rivoluzionaria in grado di trasformare il modo in cui i pazienti vengono assistiti, migliorando al tempo stesso l’efficacia operativa e vari altri processi.

Un esempio significativo di questa tendenza tecnologica è YouCOMM, un portale paziente multiuso che consente ai pazienti ricoverati in ospedale di accedere agli infermieri on demand per le loro semplici richieste. Implica la messaggistica del paziente attraverso la selezione manuale di comandi vocali o gesti della testa. L’uso della tecnologia dei gemelli digitali nel settore sanitario in tali aree può migliorare l’erogazione dell’assistenza ai pazienti e semplificare l’erogazione dell’assistenza sanitaria.

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Domande frequenti

D. Qual è il concetto di gemello digitale nel settore sanitario?

R. Una tecnologia di gemello digitale nel settore sanitario crea rappresentazioni digitali di cose o processi reali, come pazienti, organi e interi ambienti ospedalieri. Il processo viene eseguito con l’aiuto di altre tecnologie moderne come IoT e AI.

D. Qual è un esempio di gemellaggio digitale nel settore sanitario?

D. Un esempio della tecnologia del gemello digitale nel settore sanitario è la costruzione di un duplicato digitale del corpo di un paziente, che include dati sanitari, dati sullo stile di vita e dati di monitoraggio in tempo reale. Questo specchio virtuale aiuta a prevedere e controllare i problemi di salute, fornisce programmi di trattamento personalizzati e fornisce misure sanitarie preventive.

D. Quali sono gli usi dei gemelli digitali nel settore sanitario?

R. I gemelli digitali nel settore sanitario hanno vari usi, come il trattamento simulato dei pazienti, la formazione dei medici, l'ottimizzazione del sistema sanitario, la manutenzione della strumentazione medica e la ricerca e sviluppo in medicina. L’altro scopo che servono è una migliore pianificazione chirurgica e modellizzazione della malattia, quindi una migliore gestione dell’epidemia.