Стоимость цифровых двойников в здравоохранении в 2023 году оценивается примерно в 1,6 миллиарда долларов. Эксперты 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 3-летнего 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.

Одна из тактических задач Минздрава России в текущем году – это создание цифровых двойников для 100% работников здравоохранения и медицинских организаций.

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 omics, включая протеомные, геномные, метаболомные и бионические данные, а также информацию о демографии и образе жизни каждого человека.

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

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 с носимых устройств, мобильных приложений для здоровья и другими форм самоотчетов. Это даст поставщикам медицинских услуг информацию, которая пока не конфиденциальна. А это уже 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. Долгосрочной целью использования цифровых двойников в уходе за пациентами является разработка индивидуального плана лечения пациентов. План этот 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. Вот некоторые ключевые преимущества, связанные с внедрением цифровых двойников в здравоохранении:

Улучшенный уход за пациентами

Врач может моделировать лечение пациента, используя своего цифрового двойника. Так он может принимать важные решения перед физическим лечением человека. Следствие: процедуры более безопасны и одновременно повышается уровень медицинской помощи.

Прогнозируемое обслуживание

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

Расширенное обучение и образование

Цифровые двойники предоставляют учащимся студентам-медикам, медсестрам и другим работникам здравоохранения интерактивную платформу. Она помогает им понять сложные хирургические процессы и состояния человеческого тела. Так платформа поможет улучшить обучение.

Исследования и разработки

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 они увеличат поток пациентов и качество предоставляемых услуг.

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. Давайте тоггда посмотрим на примеры важных приложений, которые помогают улучшить медицинские услуги и уход за пациентами.

Клинические испытания и открытие лекарств

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. Так врачи могут выяснить, есть ли отклонения от нормы, чтобы своевременно принять меры и реализовать профилактический подход.

Индивидуальная медицина

Благодаря использованию большого количества информации, специфичной для пациента, цифровые копии используются для определения индивидуального режима лечения. Он учитывает уникальные состояния здоровья пациента, 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. Двойники могут создавать точные 3D-модели конкретной анатомической структуры отдельных пациентов. Благодаря чему специалисты здравоохранения смогут точно представлять и выполнять виртуальные хирургические процедуры, предвидя и сводя к минимуму трудности. 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 имеют все виды данных, включая места общественных собраний, плотность населения, количество медицинских учреждений и многое другое, они могут помочь медицинским работникам принимать обоснованные решения.

Протезирование и имплантаты

Разработка и установка протезов и имплантатов отдельным пациентам с особыми анатомическими потребностями – очень важный момент.

Например, создавая цифровые копии травмированных частей тела пациентов, медицинские работники разработают протезы и имплантаты. Так они 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

Разработчики медицинского оборудования могут оценить влияние изменений конструкции, протестировать различные условия эксплуатации и предвидеть возможные неисправности. Это нужно 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.

Больничные операции

Руководители больниц могут использовать цифровых двойников для оценки эффективности своих ресурсов, улучшения управления палатами, планирования работы персонала и использования операционных помещений. Оптимизированное использование ресурсов повышает производительность больницы и работу персонала, тем самым сокращая эксплуатационные расходы.

Кроме того, 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. Они демонстрируют новые подходы, с помощью которых эта технология трансформирует уход за пациентами и управление здравоохранением.

1. Цифровой двойник в «Инвитро» для построения и развития лабораторий

Инвитро — как известно, российская компания, которая проводит различные лабораторные анализы. При желании расширяться, решили использовать цифровых двойников. Так система предоставляет важную информацию об офисах, адресах, размерах. Она анализирует более 5 тыс. параметров для почти 2 тыс. Медицинских офисов группы компаний в 600 российских городах.

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

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.

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

Цифровые двойники в здравоохранении могут иметь и несколько проблем, которые необходимо решать с осторожностью на каждом этапе внедрения. Вот некоторые из ключевых проблем:

Проблемы безопасности и конфиденциальности данных

Используется большое количество конфиденциальной медицинской информации. Следовательно, такие данные должны быть защищены от любого взлома или несанкционированного доступа. Шифрование данных необходимо для обеспечения конфиденциальности пациентов.

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 со связыванием, сравнением и смешиванием данных о здоровье из разных источников. Двойник 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 здравоохранения столкнутся с рядом уникальных проблем масштабирования от начального этапа до широкого внедрения в различных средах здравоохранения. Чтобы полностью реализовать максимальные преимущества цифровых двойников в здравоохранении, необходимо создать партнерские отношения и культуру, которая предполагает инновации и гибкость.

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, респонденты считают, что цифровые двойники получат большее признание в медицине в течение следующих 6 лет. Более того, более половины респондентов, 52%, прогнозируют, что в течение следующих 3 лет технология цифровых двойников получит широкое распространение в сфере здравоохранения и медико-биологических наук.

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

Использование технологии цифровых двойников в здравоохранении в таких областях может улучшить оказание помощи пациентам и оптимизировать оказание медицинской помощи.