Cómo la tecnología de gemelos digitales puede revolucionar el cuidado de la salud
Un gemelo digital es un modelo digital en tiempo real de un objeto o proceso que contiene todos los datos disponibles y se actualiza a medida que hay nuevos datos disponibles. Los investigadores usan gemelos digitales para probar escenarios de manera segura y económica antes de probarlos en situaciones o entornos de la vida real.
Los gemelos digitales ya son comunes en la ingeniería y la fabricación, pero los científicos ahora están tratando de aplicar los mismos principios al mundo médico. Los gemelos digitales brindan a los investigadores la información que necesitan para detectar patrones de enfermedades y simular los efectos de los tratamientos, y para identificar las vías más prometedoras para futuras investigaciones en personas reales.
En el pasado, era inusual ver gemelos digitales más allá de la fabricación industrial, ya que su costo de construcción era prohibitivo. Las nuevas tecnologías productivas y asequibles han reducido la barrera de entrada, han ampliado los casos de uso de esta tecnología innovadora y han hecho que los gemelos digitales sean más accesibles. Gracias a esa tendencia actual, la tecnología de gemelos digitales está cambiando la forma en que funcionan las ciencias de la vida y la atención médica para transformar la vida de las personas a las que sirven.
Los datos son la clave
El uso de la tecnología de gemelos digitales permite realizar comparaciones entre grandes cohortes de gemelos médicos similares. Esto puede ayudar a identificar marcadores biológicos de enfermedades y comparar y probar opciones de tratamiento para pacientes que comparten similitudes en edad, género, etnia e incluso condiciones subyacentes. Tal análisis sería imposible de hacer para los profesionales médicos en la misma escala con pacientes reales.
La tecnología de gemelos digitales tiene el potencial de revolucionar la metodología de investigación clínica. La tecnología permite a los usuarios hacer mejores preguntas, obtener mejores respuestas y obtener información procesable sin comprometer la salud de los sujetos reales. El uso de gemelos digitales naturalmente requiere una mentalidad de datos primero. La recopilación de más datos permite más gemelos digitales, lo que da como resultado más descubrimientos y un tratamiento más optimizado.
Los datos son la clave para desbloquear el futuro de la medicina. Y con la llegada de los “grandes” datos de salud (registros médicos electrónicos, imágenes médicas digitalizadas, secuenciación del genoma), todos somos candidatos para el hermanamiento digital.
Beneficios de los gemelos digitales
Los gemelos digitales ayudan a recopilar cohortes de pacientes similares que serían imposibles o prohibitivamente costosos en la vida real. La tecnología también evita el uso de sujetos reales con los riesgos asociados y problemas de consentimiento. Cuando se usa correctamente, la tecnología de gemelos digitales en el cuidado de la salud permitirá a los médicos determinar las terapias óptimas, mejorar los resultados de los pacientes y maximizar la eficiencia, lo que conducirá a una reducción de los costos hospitalarios.
En pocas palabras, los gemelos digitales brindan un entorno seguro para probar el impacto del cambio y serán fundamentales para muchas industrias a medida que tratamos de recuperarnos de los efectos de la pandemia.
La pandemia ha presentado algunos desafíos nuevos y únicos, y las colaboraciones de investigación han comenzado a utilizar gemelos digitales para ayudar a los millones de afectados. Por ejemplo, los científicos están lidiando con lo que muchos ven como la próxima crisis de salud pública: el Covid-19 a largo plazo. Las estimaciones sugieren que es probable que una de cada 20 personas que han tenido el virus sufra los síntomas de Covid-19 durante más de ocho semanas. Algunos todavía experimentan síntomas debilitantes muchos meses después.
Muchas personas están demasiado enfermas para soportar los regímenes de tratamiento experimental y aún no está claro por qué algunas se recuperan rápidamente mientras que otras tienen consecuencias a largo plazo. Los gemelos digitales tienen el potencial de desentrañar los misterios de esta condición previamente desconocida y responder preguntas importantes como: ¿quién corre mayor riesgo y por qué?, ¿cuáles son los síntomas más comunes y qué tratamientos son más efectivos?
Nos asociamos con i2b2 tranSMART Foundation, una organización de investigación de código abierto sin fines de lucro con sede en Boston, para comprender y gestionar mejor los impactos a largo plazo de Covid-19. Juntos construimos un enclave de datos para hacer esto posible y proporcionar las capacidades de almacenamiento avanzado, inteligencia artificial (IA) computacional y aprendizaje automático necesarias para generar gemelos digitales.
En el enclave de datos, los investigadores recopilan, almacenan y analizan datos de pacientes anónimos de todo el mundo a través de varios sistemas de monitoreo y registros de salud electrónicos, y los conocimientos se comparten con la comunidad de investigación clínica en general.
Usando esta tecnología, los investigadores usan antecedentes genéticos e historial médico, combinados con detalles de los efectos a largo plazo experimentados, para realizar millones de simulaciones de tratamientos individualizados. Esto significa que los investigadores pueden identificar la mejor opción de terapia posible, todo sin riesgo para los pacientes reales. Los pacientes que proporcionan sus datos pueden incluso beneficiarse directa e inmediatamente si la investigación ofrece un avance relevante.
La misma tecnología utilizada para comprender los síntomas de Covid-19 a largo plazo también podría ayudar a crear gemelos digitales médicos de alta resolución y específicos de la enfermedad que los médicos e investigadores pueden usar para muchas otras aplicaciones de atención médica. La investigación impulsada por IA y los gemelos digitales apoyarán a hospitales y centros de investigación en todo el mundo, lo que permitirá que la tecnología se utilice ampliamente para mejorar la salud, la educación y las oportunidades económicas de mil millones de personas para 2030.
Importancia de las asociaciones tecnológicas
La investigación de este tipo y escala requiere la movilización de cantidades masivas de datos de pacientes anónimos, incluidos conjuntos de datos sintéticos para ayudar a evitar el sesgo de datos y el entrenamiento de algoritmos. Los investigadores deben aprovechar las capacidades significativas de cómputo, almacenamiento, IA y aprendizaje automático para hacer que estos conocimientos sean procesables, al mismo tiempo que preservan la privacidad del paciente y la seguridad de los datos.
Aquí es donde podemos tener un impacto real en el sector tecnológico. Al combinar la experiencia, el conocimiento y las habilidades de los integrantes de la comunidad científica con la experiencia y la infraestructura de los socios tecnológicos, tenemos la mejor oportunidad de ganar la lucha contra la pandemia, y los gemelos digitales podrían ser una parte fundamental de nuestro arsenal.
Durante los próximos cinco años, muchas más organizaciones e industrias confiarán en los gemelos digitales para digitalizar sus procesos, lo que requerirá un entorno distribuido, híbrido y multinube. Para hacerlo, necesitan un socio tecnológico que pueda proporcionar los servicios de integración de gestión de datos, hardware y software correctos mientras protege sus datos, su simulación y el objeto, proceso o persona real que representa.
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