Internet of things

Verbeteren digital twins de zorg voor hun menselijke tegenhanger?

© mediaphotos / Getty Images / iStock

In de zorg wordt in toenemende mate gebruik gemaakt van digital twins. Dit zijn computer-gebaseerde modellen die gebruik maken van individuele en gemeenschappelijke data. Het doel is een gepersonaliseerde behandeling, gebaseerd op de fysieke gesteldheid en zorgbehoefte van de patiënt.

Onderzoekers worden al geholpen door deze digitale representaties van het menselijk lichaam tijdens het bestuderen van ziektes, nieuwe medicijnen en apparaten. Leiders in de zorg verwachten dat digital twins gaan helpen bij het versnellen van medische innovaties en goedkeuring wat betreft regelgeving.

In de toekomst kunnen digital twins zelfs helpen bij het optimaliseren van patiënt-specifieke behandelplannen. Digital twins kunnen zorgaanbieders dus ondersteunen in het sneller ontwikkelen van innovaties, tegen minder kosten en met meer veiligheid voor patiënten.

Digital twins: optimalisatie chemotherapie

Patiënten die gebruik maken van via een aerosol geleverde chemotherapeutische medicijnen lopen een risico wanneer medicatie voor tumoren het doel mist of gezond weefsel raakt. Uit onderzoek blijkt dat slechts twintig procent van de geïnhaleerde medicijnen het beoogde doel in de longen bereikt. De overige tachtig procent komt op gezond weefsel, wat kan leiden tot bijwerkingen.

De onderzoekers bekeken of het aanpassen van de grootte van de medicijndeeltjes en de plek in de aerosol (in plaats van de deeltjes evenredig te verspreiden in de spray) de inname verbeterde. Om dit te testen simuleerden ze met behulp van een digital twin de beweging van aerosol-deeltjes door de luchtwegen van een volwassene. Vervolgens experimenteerde het team met zaken als de grootte van de deeltjes, de inhalatiesnelheid en de locatie van het medicijn binnen de aerosol. Hiermee konden de onderzoekers de aerosol optimaliseren met een efficiëntie van meer dan negentig procent.

Digital twins: ondersteuning  hersenoperaties

Digital twins kunnen ook bijdragen aan de manier waarop medisch onderzoekers ons brein behandelen. In Frankrijk is er bijvoorbeeld een startup die een op patiënten gebaseerde digital twin heeft ontwikkeld om aneurysma’s te behandelen.

Twee procent van de bevolking heeft een aneurysma in zijn of haar lichaam. Een klein deel daarvan kan leiden tot verstoppingen, beroertes en zelfs de dood. Hersenchirurgie is vaak een laatste redmiddel om een aneurysma te verhelpen. Een endovasculaire ingreep is echter een minder ingrijpende oplossing met een lager risico. Het probleem is wel dat tot wel 65 procent van deze ingrepen het doel mist. Als de betreffende apparatuur het volume van de aneurysma niet aankan, kan bloed de ruimte vullen en extra druk toevoegen.

De hiervoor ontwikkelde software helpt chirurgen met het selecteren van het beste implantaat dat zowel in de dwarsdoorsnede als in de lengte van het aneurysma past. Op het moment dat de patiënt gereed is voor een operatie, creëert de software een 3D-model van de aneurysma en de aderen eromheen. Dankzij deze digital twin krijgt de chirurg een keuze geboden tussen verschillende middelen die geschikt zijn voor het implantaat.

Vervolgens kan de chirurg gebruikmaken van simulaties die tien tot twintig seconden duren en hierin draaien en inzoomen op het aangebrachte implantaat. Hierdoor krijgt de chirurg een beeld van de relatie tussen het implantaat en de aneurysma. In minder dan vijf minuten kunnen verschillende implantaten worden bekeken om een optimale behandeling te bieden. Uit de eerste resultaten blijkt dat nog geen enkele procedure met behulp van deze software een additionele behandeling nodig had.

Betere zorg

Digital twin-technologie stelt zorgaanbieders en onderzoekers dus in staat om nauwkeurigere medicatie te ontwikkelen en verschillende operaties te testen voordat de voor de patiënt meest veiliger operatie kan worden gekozen.

Deze voordelen laten zich vertalen naar betere zorg voor iedereen, beter herstel en effectievere behandelingen in moeilijke omstandigheden. Digital twins dragen bij aan een betere levensstandaard en een kosteneffectieve zorg.

Thierry Marchal is Industry Director of Healthcare, Construction and Consumer Products van ANSYS

Reacties