Цифровые двойники в здравоохранении – новая эра инноваций для бизнеса

Цифровые двойники — это лишь некоторые из новых технологий, которые быстро трансформируют сектор здравоохранения. Эти виртуальные копии являются важным аспектом обеспечения лучших практик в сфере здравоохранения, принося пользу медицинским организациям и уходу за пациентами. В частности, стоимость цифровых двойников в здравоохранении в 2023 году оценивалась примерно в 1,6 миллиарда долларов. Эксперты в этой отрасли ожидают значительного роста в 2028 году, когда стоимость рынка превысит 21,1 миллиарда долларов. Феноменальный экспоненциальный рост из года в год — это действительно удивительный подвиг.

Более того, было обнаружено, что около 66% руководителей здравоохранения намерены увеличить свои инвестиции в медицинских роботов в течение трехлетнего периода. Такая вера в возможности цифровых двойников является наглядным доказательством того, какие удивительные преимущества эти передовые технологии приносят в уход за пациентами и оперативное управление.

Следует отметить, что данная тенденция является не просто временным, а абсолютным изменением технологического влияния в сфере управления здравоохранением. В этой статье будет рассмотрена важность цифровых двойников в здравоохранении, подчеркнуты преимущества, возможности и проблемы.

Понимание цифровых двойников в здравоохранении

Цифровые двойники в здравоохранении — это компьютерные представления системы, от пациентов до больниц и всего, что между ними, как физических объектов, так и процессов. Цифровые аналоги включают электронные медицинские записи (ЭМК), реестры заболеваний и данные омики, включая протеомные, геномные, метаболомные и бионические данные, а также информацию о демографии и образе жизни каждого человека.

Внедрение новых технологий, основанных на Интернете вещей и искусственном интеллекте, в сочетании с широкой доступностью многомерных данных, включая поведенческую, биометрическую, когнитивную, эмоциональную и психологическую информацию, в значительной степени способствовало резкому росту исследований и полезности цифровых двойников.

При полном использовании цифровые двойники для здравоохранения могут стать прорывной моделью для будущего управления образом жизни, здоровьем, благополучием и хроническими заболеваниями. Например, эти виртуальные модели могут постоянно обновляться данными с носимых устройств, мобильных приложений для здоровья и другими формами данных, сообщаемых самими людьми. Это даст поставщикам медицинских услуг информацию, которую они пока не называют конфиденциальной, что будет способствовать разработке точных руководств по лечению и персонализированных рекомендаций.

По словам Лю, цифровые двойники в здравоохранении работают в несколько этапов. В результате при построении моделей DT используются сложные методы и инструменты моделирования. Технологии Интернета вещей в сфере здравоохранения и мобильного Интернета облегчают подключение и обмен данными в реальном времени между физическими и виртуальными объектами.

Это влечет за собой тщательное тестирование и проверку имитационных моделей, а также постепенное совершенствование цифровых копий-двойников. Долгосрочная цель использования цифровых двойников в уходе за пациентами — разработать индивидуальный план лечения пациентов, который модифицируется после каждого измерения, сканирования или обследования с учетом поведенческих и генетических данных.

Преимущества технологии цифровых двойников в здравоохранении

Использование цифровых двойников в здравоохранении широко распространено. Он даже может создать цифровую модель человеческого тела. С учетом вышесказанного, вот некоторые ключевые преимущества, связанные с внедрением цифровых двойников в здравоохранении:

Улучшенный уход за пациентами

Врач может моделировать лечение пациента, используя своего цифрового двойника, помогая принимать важные решения перед физическим лечением человека. Такой подход направлен на то, чтобы сделать процедуры более безопасными и одновременно повысить уровень медицинской помощи.

Прогнозируемое обслуживание

Цифровые двойники могут использоваться для прогнозирования сценариев сбоев и проведения профилактического обслуживания ключевых медицинских устройств в контексте здравоохранения. Это позволит медицинским работникам постоянно отслеживать работу устройств, чтобы предвидеть любые сбои, которые в противном случае могли бы возникнуть во время важных процессов медицинской работы.

Расширенное обучение и образование

Цифровые двойники станут важной платформой для улучшения профессиональной подготовки и образовательной деятельности студентов-медиков и медсестер, а также других работников здравоохранения. Он предоставляет учащимся интерактивную платформу, которая помогает им понять сложные хирургические процессы и состояния человеческого тела.

Исследования и разработки

Цифровое шпагатование служит важным инструментом в ходе медицинских исследований. Эти виртуальные копии служат платформами для проведения множества исследовательских экспериментов и изучения тонкостей, связанных с генетическими нарушениями. Это может иметь большое значение для трансформации подходов к здравоохранению и процедур лечения, особенно в редких и сложных случаях.

Оптимизация систем здравоохранения

Цифровые двойники помогают медицинским учреждениям выявлять операционную неэффективность и узкие места в своих системах. Благодаря такому упреждающему анализу менеджеры могут максимизировать ресурсы, тем самым увеличивая поток пациентов и качество предоставляемых услуг.

Читайте также: Главные тенденции в здравоохранении, которые изменят отрасль в 2023 году

Примеры использования цифровых двойников в здравоохранении

Приложения цифровых двойников в здравоохранении охватывают множество областей ухода за пациентами и больничных/медицинских услуг. Использование цифровых двойников становится все более популярным, и в этом разделе описаны важные приложения, которые помогают улучшить медицинские услуги и уход за пациентами.

Клинические испытания и открытие лекарств

Варианты использования цифровых двойников в здравоохранении представляют собой новый способ решения этических и логистических проблем, связанных с проведением клинических испытаний и разработкой лекарств. Эти виртуальные модели моделируют сложные биологические процессы и реакции человеческого организма.

Исследователи могут использовать эти модели для обширного тестирования возможных методов лечения и фармацевтических соединений. Это ускоряет процесс испытаний, одновременно снижая риски, связанные с традиционными испытаниями на людях или животных, делая подходы к разработке лекарств более безопасными и быстрыми.

Удаленный мониторинг пациентов

Цифровые двойники стали бесценным инструментом для мониторинга состояния пациента на удаленном расстоянии и обеспечения надлежащего ухода или лечения пациентов. Такая возможность особенно полезна для людей, живущих в отдаленных районах, а также для тех, кто испытывает трудности с передвижением. Другими словами, с помощью этих виртуальных версий врачи всегда могут проверить живые данные, чтобы выяснить, есть ли отклонения от нормы, чтобы своевременно принять меры и реализовать профилактический подход в медицине.

Индивидуальная медицина

Цифровой двойник в медицине — один из самых передовых подходов к уходу за пациентами. Благодаря использованию большого количества информации, специфичной для пациента, эти цифровые копии используются для определения индивидуального режима лечения, который учитывает его уникальные состояния здоровья, генетику, образ жизни и конкретные медицинские требования.

Такой подход индивидуализирован и обеспечивает высокую эффективность лечения и снижение риска появления побочных реакций или неэффективности мер. Это способствует получению положительных результатов и улучшению качества жизни пациентов.

Планирование операции

Внедрение цифровых двойников в здравоохранении играет важную роль в революционном изменении хирургического планирования и готовности. Создавая точные 3D-модели конкретной анатомической структуры отдельных пациентов, специалисты здравоохранения смогут точно представлять и выполнять виртуальные хирургические процедуры, предвидя и сводя к минимуму трудности и максимизируя хирургические планы. Такое детальное предоперационное планирование помогает уменьшить осложнения, сократить время операции, повысить хирургическую точность, а также улучшить послеоперационное восстановление.

Эпидемическое управление

Цифровые двойники могут помочь контролировать распространение такой пандемии, как Covid-19. Поскольку эти технологии содержат все виды данных, включая места общественных собраний, плотность населения, количество медицинских учреждений и многое другое, они могут помочь медицинским работникам принимать обоснованные решения.

Медицинские работники могут использовать эти данные для анализа различных факторов, влияющих на распространение заболевания, и принятия превентивных мер по контролю потенциального распространения инфекционных заболеваний путем корректировки различных параметров.

Протезирование и имплантаты

Разработка и установка протезов и имплантатов отдельным пациентам с особыми анатомическими потребностями представляют собой новый подход, который использует цифровые двойники для обеспечения оптимальной посадки и функциональности.

Например, создавая цифровые копии травмированных частей тела пациентов, медицинские работники разработают протезы и имплантаты, которые с высокой точностью соответствуют конкретным анатомическим структурам каждого пациента, обеспечивая его комфорт и мобильность. Эти цифровые изображения также можно применять для моделирования движений и реабилитационных упражнений после процедур, что помогает физиотерапевтам назначать персонализированные программы реабилитации для ускорения выздоровления и улучшения жизни пациентов.

Разработка медицинского оборудования

Цифровое твининг при разработке медицинского оборудования обеспечивает полноценные виртуальные испытания и исследования. Разработчики могут оценить влияние изменений конструкции, протестировать различные условия эксплуатации и предвидеть возможные неисправности, прежде чем приступить к изготовлению реальных устройств, создавая виртуальные копии медицинских инструментов.

Такой упреждающий подход является экономически эффективным и снижает риск сбоев продукции в здравоохранении. Кроме того, это сокращает время выхода на рынок этих жизненно важных продуктов. Внедрение цифровых двойников в здравоохранении позволяет разработчикам создавать безопасные и высокопроизводительные устройства, соответствующие строгим стандартам безопасности, которые обеспечивают улучшенный уход за пациентами и результаты лечения.

Читайте также: Полное руководство по соблюдению требований в области здравоохранения

Больничные операции

Использование цифрового твининга в работе больниц облегчает разработку виртуальных версий, которые можно использовать для оценки и оптимизации различных элементов управления здравоохранением. Руководители больниц могут использовать цифровых двойников для оценки эффективности своих ресурсов, улучшения управления койками, планирования работы персонала и использования операционных помещений. Оптимизированное использование ресурсов повышает производительность больницы и работу персонала, тем самым сокращая эксплуатационные расходы.

Кроме того, возможности технологии цифровых двойников в здравоохранении обеспечивают безопасную основу для оценки влияния изменений на производительность систем и позволяют принимать профилактические меры в больничной среде. Больницы могут моделировать возможные рабочие условия, чтобы разрабатывать расширенные планы по предотвращению рисков.

Реальные примеры цифровых двойников в здравоохранении

Вот два реальных примера цифровых двойников в здравоохранении, демонстрирующие новые подходы, с помощью которых эта технология трансформирует уход за пациентами и управление здравоохранением.

1. Цифровой двойник Babylon для электронных медицинских записей

Babylon Digital Twin — это ведущая платформа, которая помогает людям видеть полную картину своих медицинских записей и другой медицинской информации. Используя передовые технологии искусственного интеллекта в сочетании со сложными методами глубокого обучения, система предоставляет важную информацию о состоянии органов и предрасполагающих факторах заболеваний.

В настоящее время платформа фокусируется только на 20 заболеваниях, но в будущем ожидается ее расширение для охвата более 80 заболеваний. Цифровой двойник Babylon подтверждает возрастающую роль индивидуальных данных о здоровье, которые позволяют людям следить за своим здоровьем и благополучием.

2. Цифровой двойник управления больничным отделением в больнице Mater в Дублине

Больница Mater Dublin является примером преобразующего характера цифрового твиннинга в здравоохранении, способствующего улучшению бесперебойного функционирования больниц и медицинских учреждений. Больница Mater Dublin использовала цифровые 3D-копии для критической оценки повседневной работы своих отделений с целью улучшения радиологического отделения. В результате значительное сокращение времени ожидания пациентов для важных исследований КТ и МРТ ознаменовало реальное улучшение качества обслуживания пациентов в рамках инициативы цифровых двойников.

Интеграция цифровых двойников, моделирующих рабочий процесс, в больнице Mater Hospital привела к сокращению времени ожидания КТ или МРТ примерно на 240 минут. Такая оптимизация способствовала сокращению времени приема пациентов, что привело к увеличению возможностей МРТ и КТ на 32% и 26% соответственно.

Проблемы внедрения технологии цифровых двойников в здравоохранении

Цифровое твиннинг в здравоохранении представляет собой ряд проблем, которые необходимо решать с осторожностью на каждом этапе внедрения. Вот некоторые из ключевых проблем:

Проблемы безопасности и конфиденциальности данных

Цифровое твиннинг в здравоохранении использует большое количество конфиденциальной медицинской информации. Следовательно, такие данные должны быть защищены от любого взлома или несанкционированного доступа. Шифрование данных необходимо для обеспечения конфиденциальности пациентов; это требуется в соответствии с требованиями HIPAA в США и GDPR в Европе.

Точность и полнота данных

Точность и полнота ввода данных являются одними из основных вопросов, касающихся цифровых двойников. Чтобы получить полную и точную историю болезни, генетическую информацию, факторы образа жизни и даже данные о состоянии здоровья в режиме реального времени, нужно быть очень осторожным с деталями. Это предполагает сложную систему сбора данных.

Проблемы совместимости

Это одна из важных проблем, связанных с связыванием, сравнением и смешиванием данных о здоровье из разных источников без возможности их взаимодействия. Он способствует совместимости данных и, следовательно, стандартизирует форматы данных и гармонизирует другие системы данных для обмена точными и своевременными данными между различными платформами здравоохранения.

Масштабирование реализации

Цифровые двойники для приложений здравоохранения столкнутся с рядом уникальных проблем масштабирования от пилотного этапа до широкого внедрения в различных средах здравоохранения. Цифровые двойники в здравоохранении ставят ключевые вопросы о том, как справиться с трудностями при интеграции данных, соблюдать существующие механизмы регулирования и требуют стандартных практик и подходов. Чтобы полностью реализовать максимальные преимущества цифровых двойников в здравоохранении, необходимо создать партнерские отношения и культуру, которая предполагает инновации и гибкость.

Читайте также: Как технология цифровых двойников может помочь вашему бизнесу расти?

Будущее здравоохранения

Цифровые двойники потенциально могут произвести революцию во многих аспектах ухода за пациентами, деятельности здравоохранения и исследований. Внедрение цифровых двойников в здравоохранении приведет к серьезным преобразованиям в сообществах и изменит способы оказания помощи пациентам.

Как показано в отчете Twindex, более половины респондентов считают, что цифровые двойники получат большее признание в медицинских учреждениях в течение следующих шести лет. Более того, почти половина респондентов, 52%, прогнозируют, что в течение следующих трех лет технология цифровых двойников получит широкое распространение в сфере здравоохранения и медико-биологических наук.

Вам может быть интересно прочитать: Произведет ли блокчейн революцию в здравоохранении? Правда или обман

Позвольте Appinventiv стать вашим партнером в внедрении цифровых двойников

Развитие цифровых двойников в здравоохранении — это революционная технология, которая может изменить способ ухода за пациентами, одновременно повышая операционную эффективность и различные другие процессы.

Ярким примером этой технологической тенденции является YouCOMM, многоцелевой портал для пациентов, который позволяет больничным пациентам обращаться к медсестрам по требованию для выполнения их простых запросов. Он предполагает обмен сообщениями с пациентом посредством ручного выбора голосовых команд или жестов головы. Использование технологии цифровых двойников в здравоохранении в таких областях может улучшить оказание помощи пациентам и оптимизировать оказание медицинской помощи.

Если вас вдохновляет инновационный подход YouCOMM и вы хотите создавать аналогичные решения, наши услуги по разработке программного обеспечения для здравоохранения созданы для вас. У нас есть преданная своему делу команда, которая проектирует и разрабатывает индивидуальные продукты здравоохранения, соответствующие меняющимся требованиям здравоохранения. Позвольте нам стать вашим спутником на пути к использованию возможностей цифровых двойников в здравоохранении.

Давайте соединимся

Часто задаваемые вопросы

Вопрос. Что представляет собой концепция цифрового двойника в здравоохранении?

А. Технология цифровых двойников в здравоохранении создает цифровые представления реальных вещей или процессов, таких как пациенты, органы и вся больничная среда. Этот процесс осуществляется с помощью других современных технологий, таких как Интернет вещей и искусственный интеллект.

Вопрос. Каков пример цифрового твиннинга в здравоохранении?

Вопрос. Примером использования технологии цифровых двойников в здравоохранении является создание цифровой копии тела пациента, которая включает данные о здоровье, образе жизни и данные отслеживания в реальном времени. Это виртуальное зеркало помогает прогнозировать и контролировать проблемы со здоровьем, предоставляет персонализированные программы лечения и обеспечивает профилактические меры здравоохранения.

Вопрос. Каковы возможности использования цифровых двойников в здравоохранении?

А. Цифровые двойники в здравоохранении имеют различные применения, например, для моделирования лечения пациентов, обучения врачей, оптимизации системы здравоохранения, обслуживания медицинского оборудования, а также исследований и разработок в области медицины. Другая цель, которой они служат, — это лучшее планирование хирургических операций и моделирование заболеваний, а, следовательно, и лучшее управление эпидемией.