Article Thumbnail

Medikal Dijital İkizlerin Sağlık Hizmetlerini Geliştirmesinin 21 Yolu

  • 14 Temmuz 2021 07:36

Sağlık sektörü, kişiselleştirilmiş tıbbı, sağlık kuruluşu performansını ve yeni ilaçları ve cihazları iyileştirmek için dijital ikizleri benimsemeye başlıyor. Simülasyonlar bir süredir var olmasına rağmen, günümüzün tıbbi dijital ikizleri önemli bir yeni yaklaşımı temsil ediyor. Bu dijital ikizler, hastaları, doktorları ve sağlık kuruluşlarını ve ayrıca ilaç ve cihaz üreticilerini kapsayan süreçler arasındaki noktaları birleştirmek için giyilebilir cihazlardan, omiklerden ve hasta kayıtlarından alınan bilgilere dayalı olarak faydalı modeller oluşturabilir.

 

Hâlâ ilk günler, ancak dijital ikizler alanı, gerçek zamanlı veri akışları, makine öğrenimi ve AR/VR'deki gelişmelere bağlı olarak hızla genişliyor. Sonuç olarak, dijital ikizler, hastaları teşhis etme ve tedavi etme şeklimizi önemli ölçüde değiştirebilir ve sağlığı iyileştirmek için teşvikleri yeniden düzenlemeye yardımcı olabilir. Bazı savunucular, dijital ikizlerin mevcut durumunu, insan genom projesinin 20 yıl önce olduğu yere benzetiyor ve tam olarak şekillenmesi için benzer büyük ölçekli bir çaba gerektirebilir. İsveçli araştırmacılardan oluşan bir ekip kısa süre önce, "Tıbbi sorunun önemi göz önüne alındığında, dijital ikizlerin potansiyeli, HGP'ye dahil olanlara benzer bir ölçekte uyumlu araştırma çabalarını hak ediyor" yazdı.

 

Böyle bir “ay atışı” çabası hemen başlamayabilirken, dijital ikizlerin tıpta çekiş kazandığına dair birçok gösterge var. Burada, dijital ikizlerin bugün sağlık hizmetlerini şekillendirmeye başlamasının, kabaca kişiselleştirilmiş tıbba, sağlık kuruluşlarını iyileştirmeye, ilaç ve tıbbi cihazlar ve geliştirmeye yönelik 21 yolu sunulmaktadır. Aslında, birçok dijital ikiz türü birden çok kullanım durumunu ve hatta kategoriyi kapsar; dijital ikizlerin büyük bir gücünü oluşturan bu alanlar arası kullanım durumlarıdır.

 

Kişiselleştirilmiş Tıp

Dijital ikizler, benzersiz genetik yapıları, anatomileri, davranışları ve diğer faktörlere dayalı olarak tıbbi tedavileri bireylere uyarlamayı kolaylaştırma konusunda büyük umut vaat ediyor. Sonuç olarak, araştırmacılar tıp camiasını dijital ikizleri tek seferlik projelerden günümüzün gelişmiş müşteri veri platformlarıyla eşit düzeyde kitlesel kişiselleştirme platformlarına ölçeklendirme konusunda işbirliği yapmaya çağırıyor.

 

1. Sanal Organlar

Çeşitli satıcılar, bireysel hastalara göre özelleştirilebilen ve hastalıkların zaman içindeki ilerlemesini anlamak veya yeni ilaçlara, tedavilere veya cerrahi müdahalelere verilen yanıtı anlamak için güncellenebilen sanal kalpler üzerinde çalışıyor. Philip HeartModel, şirketin ultrason ekipmanından başlayarak sanal bir kalbi simüle eder. Siemens Healthineers, ilaç tedavisini iyileştirmek ve kardiyak kateter müdahalelerini simüle etmek için kalbin dijital bir ikizi üzerinde çalışıyor. Avrupa'daki startup FEops, düzenleyici onayı almış ve FEops Heartguide platformunu ticarileştirmiştir. Yapısal kalp hastalıklarının incelenmesini ve tedavisini iyileştirmek için kalbin hastaya özel bir kopyasını AI özellikli anatomik analizle birleştirir.

Dassault Systèmes, insan kalbinin sanal ikizini kitle kaynaklı kaynak sağlamak için 2014 yılında Yaşayan Kalp Projesini başlattı. Proje, tıbbi araştırmacılar, cerrahlar, tıbbi cihaz üreticileri ve ilaç şirketleri arasında açık kaynaklı bir işbirliği olarak gelişti. Bu arada, şirketin Yaşayan Beyin projesi, epilepsi tedavisine rehberlik ediyor ve nörodejeneratif hastalıkların ilerlemesini takip ediyor. Şirket, akciğerler, dizler, gözler ve diğer sistemler için benzer çalışmalar düzenledi.

 

Dassault Systèmes sanal insan modelleme kıdemli direktörü Steve Levine VentureBeat'e “Bu, AI ve VR gibi teknolojilere güç verebilen ve yeni bir inovasyon çağı başlatabilen dijital sağlık için eksik bir bilimsel temeldir” dedi. Bunun toplum üzerinde telekomünikasyonda gördüklerimizden daha büyük bir etkisi olabileceğini de sözlerine ekledi.

 

2. Genomik Tıp

İsveçli araştırmacılar, farelerin RNA'sını, farklı tip ve dozlardaki artrit ilaçlarının etkisini tahmin etmeye yardımcı olabilecek bir dijital ikiz haline getiriyorlar. Amaç, RNA kullanarak insan tanı ve tedavisini kişiselleştirmek. Araştırmacılar, ilacın zamanın yaklaşık %40 ila %70'inde çalışmadığını gözlemlediler. Benzer teknikler, bağışıklık savunmasında çok önemli bir rol oynayan insan T hücrelerinin özelliklerini de haritalıyor. Bu haritalar, daha etkili ve tedavi edilmesi daha ucuz olan birçok yaygın hastalığın daha erken teşhis edilmesine yardımcı olabilir.

 

3. Kişiselleştirilmiş Sağlık Bilgileri

Pandemi, insanların AI kullanarak basit tıbbi durumları değerlendirmesine ve ele almasına yardımcı olan dijital sağlık hizmetlerinin büyümesini hızlandırmaya yardımcı oldu. Örneğin, Babylon Health'in Healthcheck Uygulaması, sağlık verilerini dijital ikizlere kaydeder. Sağlık geçmişleri, ruh hali izleyici, semptom izleyici ve fitness cihazlarından ve Apple Watch gibi giyilebilir cihazlardan otomatik yakalama gibi manuel olarak girilen verilerle çalışır. Dijital ikiz, temel ön hat bilgileri sağlayabilir veya daha ciddi veya kalıcı koşulları ele almak için doktorlarla öncelikleri ve etkileşimleri yönlendirmeye yardımcı olabilir.

 

4. İlaç Tedavisini Özelleştirin

İsviçre'deki Empa araştırma merkezi, kronik ağrıdan muzdarip insanlar için ilaç dozunu optimize etmek için dijital ikizler üzerinde çalışıyor. Yaş ve yaşam tarzı gibi özellikler, ağrı kesici ilaçların etkilerini tahmin etmeye yardımcı olmak için dijital ikizin özelleştirilmesine yardımcı olur. Ayrıca, farklı dozajların etkinliği hakkında hasta raporları, dijital ikiz doğruluğunu kalibre eder.

 

5. Tüm Vücudun Taranması

Q Bio'nun yeni Gemini Digital Twin platformu tüm vücut taramasıyla başlarken, dijital ikizlere yönelik çoğu yaklaşım, uygun verileri yakalamak için mevcut ekipman üzerine kuruludur. Şirket, birçok teşhis için geleneksel MRG'den daha hassas olan gelişmiş hesaplamalı fizik modellerini kullanarak 15 dakikada radyasyon veya nefes tutma olmadan tüm vücut taramasını yakaladığını iddia ediyor. Şirket, Andreessen Horowitz, Kaiser Foundation Hospitals ve diğerlerinden 80 milyon doların üzerinde para aldı. Q Bio ayrıca genetik, kimya, anatomi, yaşam tarzı ve tıp tarihinden gelen verileri kullanarak bu modelleri geliştirmek için entegrasyonlar geliştiriyor.

 

6. Ameliyat Planlaması

Bir Boston hastanesi, cerrahi prosedür planlamasını iyileştirmek ve daha sonra sonuçları değerlendirmek için Dassault Systèmes dijital kalp ile çalışıyor. Dijital ikizler ayrıca kalp ve atardamarlar arasında bir manşet şekli oluşturmalarına yardımcı olur.

Sim&Cure'un Sim&Size'ı, beyin cerrahlarının hasta güvenliğini artırmak için simülasyonları kullanarak anevrizmaları tedavi etmelerine yardımcı olan dijital bir ikizdir. Anevrizmalar, pıhtılara veya felçlere neden olabilen genişlemiş kan damarlarıdır. Bu dijital ikizler, benzersiz implantlar yerleştirmek için kateterler kullanarak daha az invaziv cerrahi planlama ve yürütme yeteneğini geliştirebilir. Bireysel hastalardan alınan veriler, Ansys'in gömülü simülasyon paketinde çalışan simülasyonların özelleştirilmesine yardımcı olur. Ön sonuçlar, takip ameliyatı ihtiyacını önemli ölçüde azaltmıştır.

 

Sağlık Kuruluşlarının İyileştirilmesi

Dijital ikizler, sağlık kuruluşlarının bakım sağlama şeklini iyileştirme konusunda da umut vaat ediyor. Gartner, bir organizasyonun altta yatan süreçleri iyileştirmek için nasıl çalıştığını modelleme sürecini tanımlamak için kuruluşların dijital ikizi terimini kullandı.

 

Çoğu endüstride bu, iş süreçlerindeki varyasyonları keşfetmek için süreç madenciliğini kullanarak başlayabilir. Sağlık hizmetlerine özel yeni araçlar bu teknikleri tamamlayabilir.

 

7. Bakıcı Deneyimini Geliştirme

Dijital ikizler ayrıca bakıcıların doktorlar ve birden fazla uzman arasında paylaşılan bilgileri yakalamasına ve bulmasına yardımcı olabilir. John Snow Labs CTO'su David Talby, "Her zamankinden daha fazla veri üretiyoruz ve kimsenin hepsini sıralamak için zamanı yok" dedi. Örneğin, bir kişi düzenli birinci basamak hekimini görürse, hasta, tıbbi geçmişi ve ilaçları hakkında temel bir anlayışa sahip olacaktır. Aynı hasta bir uzman görürse, aynı tekrarlayan soruların çoğu sorulabilir.

Dijital ikiz, hastayı modelleyebilir ve ardından tüm verileri anlamak için NLP gibi teknolojileri kullanabilir ve neler olduğunu özetlemek için gürültüyü kesebilir. Bu, zamandan tasarruf sağlar ve belirli ilaçlar, sağlık koşulları ve sağlayıcıların klinik kararlar almak için bağlam içinde bilmeleri gereken daha fazla ayrıntı gibi bilgileri yakalama ve sunma doğruluğunu artırır.

 

8. Sürüş Verimliliği

GE Healthcare Komuta Merkezi, hastaneleri sanallaştırmaya ve çeşitli kararların genel kurumsal performanstaki değişiklikler üzerindeki etkisini test etmeye yönelik büyük bir girişimdir. Hangi eylemlerin gerçekleştirileceğini objektif olarak belirlemek için operasyonel strateji, kapasiteler, personel ve bakım sunum modellerindeki değişiklikleri değerlendirmeye yönelik modüller dahil edilmiştir. Örneğin, yatak konfigürasyonlarının bakım seviyeleri üzerindeki etkisini tahmin etmek, cerrahi programları optimize etmek, tesis tasarımını iyileştirmek ve personel seviyelerini optimize etmek için modüller geliştirdiler. Bu, yöneticilerin bir pilot uygulama yapmak zorunda kalmadan çeşitli fikirleri test etmelerini sağlar. GE, düzinelerce kuruluşun bu platformu zaten kullandığını söyledi.

 

9. Küçülen Kritik Tedavi Penceresi

Siemens Healthineers, iş akışı analizi, sistemin yeniden tasarımı ve süreç iyileştirme metodolojileri aracılığıyla hastanenin günlük rutinini iyileştirmek için Güney Carolina Tıp Üniversitesi ile birlikte çalışıyor. Örneğin, inme hastalarını tedavi etme süresini kısaltmak için çalışıyorlar. Bu önemlidir, çünkü erken tedavi kritiktir, ancak sorunsuz bir şekilde gerçekleşmesi için birkaç sürecin koordinasyonunu gerektirir.

 

10. Değere Dayalı Sağlık Hizmeti

Sağlık hizmetlerinin artan maliyeti, birçok ulusun yeni ilaçları, müdahaleleri ve tedavileri sonuçlarla daha iyi uyumlu hale getirmek için yeni teşvik modelleri keşfetmesine neden oluyor. Değer temelli sağlık hizmeti, popülaritesi artan bir yaklaşımdır. Temel fikir, ilaç şirketleri gibi katılımcıların sadece sonuçlar üzerindeki etkileriyle orantılı olarak tazminat alacaklarıdır. Bu, sağlık dağıtım sistemlerindeki birden fazla oyuncu arasında yeni ilişki türlerinin geliştirilmesini gerektirecektir. Dijital ikizler, bu yeni tür düzenlemeleri yapmak için ayrıntıları organize etmek için olanak sağlayan altyapıyı sağlayabilir.

 

11. Tedarik Zinciri Esnekliği

Pandemi, modern tedarik zincirlerinin ne kadar kırılgan olabileceğini gösterdi. Sağlık kuruluşları, Çin gibi ülkelerdeki kapatmalar ve kısıtlamalar nedeniyle hemen temel kişisel koruyucu ekipman sıkıntısıyla karşı karşıya kaldı. Tedarik zincirinin dijital ikizleri, sağlık kuruluşlarının yeni olaylar, kesintiler veya kıtlıklar etrafında nasıl plan yapacaklarını daha iyi anlamaları için tedarik zinciri ilişkilerini modellemelerine yardımcı olabilir. Bu, son salgında olduğu gibi, hükümet yetkilileriyle planlama ve müzakereleri hızlandırabilir. Yakın tarihli bir Accenture araştırması, sağlık hizmeti yöneticilerinin %87'sinin dijital ikizlerin, kuruluşlarının stratejik ekosistem ortaklıklarında işbirliği yapma yeteneği için gerekli hale geldiğini söylediğini ortaya koydu.

 

12. Daha Hızlı Hastane İnşaatı

Dijital ikizler, pandemide görüldüğü gibi hızlı değişikliklere ayak uydurmak için gerekli tıbbi tesislerin inşasını kolaylaştırmaya da yardımcı olabilir. Atlas İnşaat, sağlık hizmetleri inşaatı için tüm detayların düzenlenmesine yardımcı olmak için dijital bir ikiz platform geliştirdi. Proje, pandemiden çok önce Atlas'ın kurucusu Paul Teschner'in dünyanın uzak bölgelerinde yeni tesisler inşa etmenin ne kadar zor olduğunu gördüğünde ilham almıştı. Platform, tasarım, tedarik ve inşaat süreçlerinin düzenlenmesine yardımcı olur. Oracle Bulut platformu ve Primavera Unifier varlık yaşam döngüsü yönetimi hizmeti üzerine inşa edilmiştir.

 

13. Çağrı Merkezi Etkileşimlerini Kolaylaştırma

Dijital ikizler, müşteri hizmetleri temsilcilerinin hastaları anlamasını ve onlarla iletişim kurmasını kolaylaştırabilir. Örneğin, büyük bir sigorta sağlayıcısı, her üyenin tam boylamsal sağlık geçmişini oluşturmak için 200'den fazla kaynaktan gelen verileri entegre etmek için bir TigerGraph grafik veritabanı kullandı. TigerGraph sağlık sektörü pratiği Andrew Anderson, “Bu ayrıntı seviyesi, üyelerin mevcut ve tarihsel tıbbi durumunun net bir resmini çiziyor” dedi.

TigerGraph, tüm teşhis talepleri reçetelerinin, yeniden doldurmaların, takip ziyaretlerinin ve ödenmemiş tazminat taleplerinin bütünsel bir görünümünün çağrı işleme süresini %10 oranında azalttığını ve bunun da tahmini olarak 100 milyon doların üzerinde tasarruf sağladığını iddia etti. Ayrıca, temsilciler ve üyeler arasındaki daha kısa ancak daha alakalı konuşmalar, Net Promoter Score'u artırdı ve müşteri kaybını azalttı.

 

İlaç Ve Tıbbi Cihaz Geliştirme

Dijital ikizlerin yeni tıbbi cihazların ve ilaçların tasarımını, geliştirilmesini, test edilmesini ve izlenmesini iyileştirmenin birçok yolu vardır. ABD FDA, çeşitli dijital yaklaşım türlerinin benimsenmesini sağlamak için önemli bir program başlattı. ABD ve Avrupa'daki düzenleyiciler, yeni ilaç ve cihaz onaylarında kanıt kaynağı olarak modelleme ve simülasyonu dahil etmek için çerçeveler de belirlemektedir.

 

14. Tıbbi Cihaz Olarak Yazılım

FDA, şirketlerin tıbbi bir cihaz olarak yazılımı sertifikalandırmasına ve satmasına izin vermek için düzenleyici çerçeve oluşturuyor. Ana fikir, laboratuvar testleri, ultrason, görüntüleme cihazları ve genetik testler dahil olmak üzere farklı veri kaynaklarından hastaya özel bir dijital ikiz oluşturmaktır. Ayrıca dijital ikizler, kalp pilleri, otomatik insülin pompaları ve yeni beyin tedavileri gibi tıbbi cihazlarda yazılımın optimize edilmesine de yardımcı olabilir.

 

15. İlaç Risklerinin Sınıflandırılması

Farmasötik araştırmacıları, çeşitli ilaçların kalp risklerini araştırmak için dijital ikizleri kullanıyor. Bu, tek tek ilaçların ve ilaç kombinasyonlarının ilaç güvenliğini manuel testten daha uygun maliyetli bir şekilde iyileştirmeye yardımcı olabilir. 23 ilaç için temel bir model oluşturdular. Bu modeli genişletmek, yeni ilaçlar tasarlamak, test etmek, onaylamak ve piyasaya sürmek için gereken tahmini 2,5 milyar doların azaltılmasına yardımcı olabilir.

 

16. Yeni Üretim Hatlarının Simüle Edilmesi

Siemens, çeşitli aşı üretim hattı konfigürasyonlarını tasarlamak ve test etmek için birkaç aşı üreticisiyle çalıştı. Yeni mRNA aşıları kırılgandır ve nano ölçekli partikülleri hassas bir şekilde birleştiren mikroakışkan üretim hatları kullanılarak hassas bir şekilde birleştirilmelidir. Dijital ikizler, üretim cihazlarını tasarlamalarına ve doğrulamalarına, bu süreçleri ölçeklendirmelerine ve lansmanını 1 yıldan 5 aya kadar hızlandırmalarına izin verdi.

 

17. Cihaz Çalışma Süresini İyileştirin

Philips, 15.000'den fazla tıbbi görüntüleme cihazından gelen verileri derleyen bir kestirimci bakım programı başlattı. Şirket, dijital ikizlerin çalışma süresini iyileştirebileceğini ve mühendislerinin farklı müşterilerin ihtiyaçları için yeni ekipmanları özelleştirmesine yardımcı olabileceğini umuyor. Ayrıca, benzer ilkeleri tüm tıbbi ekipmanlarına uygulamayı umuyor.

 

18. Piyasa Sonrası Gözetim

Düzenleyiciler, piyasaya arz sonrası gözetim adı verilen bir sürecin parçası olarak, cihaz üreticilerinin ekipmanlarının satış sonrası sonuçlarını izlemelerine yönelik vurguyu artırmaya başlıyor. Bu, ekipmanın bakımı için pahalı uzmanların istihdam edilmesini veya ekipmana dijital ikiz yeteneklerin yerleştirilmesini gerektirir. Örneğin, PTC CTO'su Steve Dertien, VentureBeat'e verdiği demeçte, Sysmex'in bu yeni gereksinimlerden muafiyet almak için performans testini kan analiz cihazına dahil etmek için PTC ile birlikte çalıştığını söyledi. Bu, tanıyı hızlandırabilecek hastalara daha yakın olan daha küçük klinik ortamlar için pazarı açtı.

 

19. İnsan Değişkenliğini Simüle Etme

İskeletler ve atlaslar genellikle mükemmel insanı tasvir eder. Bununla birlikte, gerçek hayattaki insanların kaslarında veya kemiklerinde genellikle fark edilmeyen bazı küçük değişiklikler vardır. Sonuç olarak, tıbbi cihaz üreticileri, insanlar arasındaki yaygın anatomik varyasyonların ekipmanlarının uyumunu ve performansını nasıl etkileyebileceği konusunda mücadele ediyor. Virtonomi, tıbbi ekipman üreticilerinin, bu varyasyonların yeni cihazların performansını ve güvenliğini nasıl etkileyebileceği konusunda çalışmalar yürütmesine yardımcı olmak için bir ortak varyasyon kütüphanesi geliştirmiştir. Bu durumda, bireylerden ziyade belirli bir popülasyondaki ortak varyasyonları temsil eden özellikleri simüle ederler.

 

20. Bir Laboratuvarın Dijital İkizi

Modern ilaç geliştirme, genellikle son derece kontrollü bir ortamda binlerce veya milyonlarca olasılığın test edilmesini gerektirir. Laboratuvarın dijital ikizi, bu tesislerin otomatikleştirilmesine yardımcı olabilir. Ayrıca keşiflere yanıt olarak testlere öncelik verilmesine yardımcı olabilir. Dijital ikizler, aynı laboratuvardaki laboratuvarlar ve personel arasında deneylerin tekrarlanabilirliğini de iyileştirebilir. Bu arayışta, Yapay, yakın zamanda, laboratuvar otomasyon yazılımı geliştirmek için Microsoft ve diğerlerinden A serisi fonda 21.5 milyon $ kapattı. Şirket, birleşik veri modelleri ve platformlarının, 10 milyar dolarlık laboratuvar otomasyon pazarının önüne geçmelerine yardımcı olabileceğine bahse giriyor.

 

21. İlaç Teslimatının İyileştirilmesi

Oklahoma Eyaletindeki araştırmacılar, Sanal İnsan Sistemi projesinin bir parçası olarak simüle akciğer modellerini kullanarak ilaç dağıtımını iyileştirmek için dijital bir ikiz geliştirmek için Ansys ile birlikte çalışıyorlar. Birçok ilacın sadece %20'sinin hedeflerine ulaştığını buldular. Dijital ikizler, dağıtım verimliliğini %90'a çıkarmak için ilacın partikül boyutunu ve bileşim özelliklerini yeniden tasarlamalarına izin verdi.

 

-

Kaynak: https://venturebeat.com/2021/07/04/21-ways-medical-digital-twins-will-transform-healthcare/