I en laboratorium i Rom testar Marco Evangelos Biancolini och hans forskarteam effektiviteten av olika kirurgiska ingrepp på patienter. Men detta görs inte på levande individer – deras digitala motsvarigheter visas på en datorskärm och återspeglar varje persons individuella biokemiska tillstånd. Sådana teknologier kan öppna dörren till en ny era av medicin: personlig vård.
Att testa metoder och läkemedel på ”digitala tvillingar” gör att sjukvårdspersonal kan avgöra de bästa behandlingsmetoderna för enskilda patienter. I Biancolinis fall bedriver teamet forskning om aneurysm, som är onaturliga utbuktningar i blodkärlens väggar.
”Vi vill verkligen inte prova och misslyckas med patienter, men med digitala tvillingar kan vi testa operationen flera gånger”, säger Marco Evangelos Biancolini, professor i maskinteknik vid universitetet i Rom.
Inom ramen för forskningsprojektet MeDiTATe fick Biancolini bidrag från EU för att utbilda forskare i tidiga skeden om de potentiella tillämpningarna av digitala tvillingar vid behandling och förebyggande av aneurysm. Dessa tillstånd kan uppstå från födseln eller vara ett resultat av faktorer som högt blodtryck, aterosklerotiska plack eller skador.
MeDiTATe-projektet pågår i fyra och ett halvt år och kommer att vara klart i juni 2024. Det omfattar 25 akademiska och industriella partners från Italien, Frankrike, Grekland, Norge och Schweiz.
Aneurysm drabbar cirka 3% av världens befolkning, och många människor är omedvetna om dess närvaro tills det är för sent.
Konsekvenserna av att en aneurysm brister är allvarliga. Upp till 35% av de som drabbas av en aneurysmbristning dör, och endast en tredjedel kan återgå till ett normalt liv.
Inför en så potentiellt handikappande tillstånd som kan förekomma var som helst i det mänskliga cirkulationssystemet är det nödvändigt att hitta ett sätt att rädda fler liv.
Digitala tvillingar kan förbättra tidig upptäckt av varningssignaler hos verkliga patienter och möjliggöra snabbare förebyggande åtgärder.
Forskare från MeDiTATe-projektet hoppas kunna öka överlevnadsgraden för personer med aneurysm och förbättra tidig upptäckt och förebyggande.
Om en patient har fått diagnosen aneurysm eller om det finns misstanke om att det har uppstått kan en digital tvilling skapas baserat på deras egen fysiologi. Medicinska experter kan sedan utföra tester för att utveckla individanpassade behandlingar.
Eftersom det är svårt att samla in data från en persons egen kropp utan invasiva procedurer, använder forskare 3D-skrivare för att skapa reproduktioner av patienter för att samla in den nödvändiga informationen för att skapa den mest omfattande digitala tvillingen.
”Kombinationen av patienten, reproduktionen och den digitala tvillingen stänger loopen”, säger Biancolini.
Digitala tvillingar används redan inom vetenskaplig forskning, men MeDiTATe-projektet syftar till att underlätta deras användning av sjukvårdspersonal.
Teamet har samarbetat med sjukhus och samlat in synpunkter från vårdpersonal för att förstå vad de behöver från en digital tvilling för att dra slutsatser om en patients aneurysm.
De avser att kommersialisera kostnadseffektiva digitala tvillingar vid behandling av aneurysm, och medlemmar i MeDiTATe-konsortiet har redan ansökt om flera patent.
Biancolini tror att digitala tvillingar kommer att vara framtidens vård eftersom de blir allt mer pålitliga och exakta, vilket minskar behovet av att skapa traditionella kroppskopior.
Andra EU-finansierade forskare utnyttjar också den digitala världen för att ge ett annat form av stöd inom vården.
Projektet MAESTRIA bygger en plattform för att samla in dataset som kommer att hjälpa läkare att förstå och behandla förmaksflimmer – oregelbunden hjärtrytm – och stroke hos patienter. Det femåriga projektet pågår fram till februari 2026.
Forskarna letar efter specifika biomarkörer som indikerar risken för båda dessa tillstånd.
Teamet utvecklar digitala verktyg baserade på biomarkörer nästa generation, som integrerar artificiell intelligens och stora dataset från avancerad bildbehandling, elektrokardiografi och omiska teknologier för att förbättra patientdiagnos och individanpassad behandling.
I EU är stroke den näst vanligaste dödsorsaken och den främsta orsaken till funktionsnedsättning hos vuxna.
”När en person har förmaksflimmer och drabbas av en stroke är det resultatet av en patologisk process som började många år tidigare”, säger professor Stéphane Hatem, professor i hjärtfysiologi vid Institute of Cardiometabolism and Nutrition i Paris.
Han tror att forskarna med MAESTRIA-projektet kommer att kunna visa att fettvävnad runt hjärtat är en viktig biomarkör för förmaksflimmer och stroke. Att ha en bred uppsättning patientdata som utforskar båda faktorerna möjliggör förformulering av en sådan slutsats.
Prof. Hatem och hans team förbereder sig för att testa plattformen i projektets kärna.
Forskare rekryterar patienter från europeiska länder som Frankrike, Tyskland och Spanien. Testerna kommer att genomföras under en period på två och ett halvt år.
Om det blir framgångsrikt kommer personer från utanför Europa att inkluderas. Ju mer de representerar olika delar av befolkningen, desto mer användbar blir dataseten.
”För att vara användbar i klinisk vård är det viktigt att validera algoritmen inte bara på en bred befolkning, utan också på patienter inte bara från Västeuropa”, säger prof. Hatem.
Den utvecklade plattformen kommer att vara tillgänglig för andra sjukvårdspersonal.
Individer med olika dataset kan bidra till plattformen och dra slutsatser. Till exempel kan en forskare som fokuserar på stroke i Riga, huvudstaden i Lettland, bidra med data och i gengäld få tillgång till all tillgänglig information på plattformen.
Det övergripande resultatet kommer att vara en bättre förståelse för biomarkörer hos medicinska experter och en mer riktad och effektiv patientbehandling.
Liksom Biancolini tror Hatem att digitala teknologier är avgörande för att förbättra vården.
”Personlig medicin innebär att vi kan identifiera och bestämma risken för varje individuell patient mycket noggrant”, säger Hatem.
Forskningen i denna artikel har finansierats av EU, inklusive Marie Skłodowska-Curie-åtgärderna (MSCA). Intervjuaren uttalanden återspeglar inte nödvändigtvis Europeiska kommissionens ståndpunkt. Denna artikel publicerades ursprungligen på webbplatsen.
FAQ:
1. Fråga: Vad är digitala tvillingar?
Svar: Digitala tvillingar är digitala versioner av patienter som återspeglar deras individuella biokemiska och fysiologiska förhållanden. De kan användas för att testa behandlingsmetoder och läkemedel för att hitta de bästa lösningarna för patienter.
2. Fråga: Vilken tillämpning har digitala tvillingar inom vården?
Svar: Digitala tvillingar kan hjälpa till att tidigt upptäcka sjukdomar och möjliggöra snabb förebyggande intervention. De kan också användas för att utveckla individanpassade behandlingsplaner för patienter.
The source of the article is from the blog foodnext.nl