يجب أن يفكر الحاسوب في الرعاية الصحية في الأمور الصغيرة

بعد ست دقائق من بدء مهمة أبولو 13 إلى القمر في عام 1970، انفجرت خزان الأكسجين. أدى هذا الحدث إلى تطوير وكالة ناسا لنهج جديد في التنبؤ بالفشل المحتمل في مركباتها الفضائية. اعتمد هذا النهج على بيانات المستشعر المستمرة، والتي أصبحت بعد ذلك محاكاة رقمية عميقة، مما أتاح اختبارًا أكثر صرامة لأنظمة الفضاء المعقدة. كان هذا أول استخدام لتقنية “التوأم الرقمي”.

اليوم، تستخدم أنظمة التوأم الرقمي عبر الصناعات لتحسين العمليات وتمثيل أي تغيير في النظام بدقة. تستخدم شركات التكنولوجيا مثل آبل وتيسلا التوائم الرقمية لمراقبة أداء المنتجات في الحقل وتحديد ما إذا كانت مكونات النظام الخاصة تتطلب صيانة.

كما تم استخدام التوائم الرقمية في مجال الرعاية الصحية، على الرغم من أن ذلك كان بشكل رئيسي في أبحاث وتطوير الأدوية. ومع ذلك، فإن إمكانياتها الأكبر تكمن في إدارة الأمراض المزمنة. من خلال الجمع بين التعلم الآلي وتكنولوجيا إنترنت الأشياء مع الذكاء الاصطناعي للتوائم الرقمية، يمكن أن يصبح الرعاية الصحية حقًا فردية.

فشل الرعاية التقليدية الرقمية

قد قامت الطب الحديث بخطوات متتالية نحو الرعاية الشخصية خلال العقد الماضي من خلال منح المرضى صوتًا في اتخاذ القرارات، وبالتالي نحو الطب الدقيق من خلال التطورات في أبحاث الجينوم. ساعد كلاهما في تخصيص الرعاية للفرد، ولكن في الغالب، يتبع نظام الرعاية الصحية لدينا نهجًا “مجموعة كبيرة” لتسليم الرعاية.

من الواضح في طريقة إدارة الأمراض المزمنة. كل واحد من 133 مليون أمريكي يعيش حاليًا مع مرض مزمن أو أكثر يُوضع على مسار رعاية مخطط – نظام علاجي، نظام غذائي موضة، غالبًا ما يكون هناك عدد من الأدوية – ويتم قياس تحسنهم في مجموعات من آلاف الأفراد الذين يشاركونهم نفس الحالة.

هذا النهج لم ينجح. ولا سيما أن الإنفاق الأمريكي على مرض السكري ومرض القلب والسرطان لا يزال يرتفع، وأثر التكنولوجيا على النتائج والتكاليف كان محدودًا. في الإدارة الرقمية لمرض السكري وفقدان الوزن والاحالات الأخرى، كان هذا الأثر غير موجود.

في مارس، نشرت معهد تكنولوجيا الصحة ب Peterson تقريرًا أشار إلى عدم وجود نتائج مستدامة. وجد التقرير أن جميع الحلول التي تم تقييمها تعمل بشكل سيئ على المشاركة والنتائج مع مرور الوقت. ونتيجة لذلك، فإن فقدان الوزن وتقليل A1C وإزالة الأدوية و عكس مرض السكري والفوائد الصحية والرفاهية والاقتصادية لهذه الحلول هي جميعًا محدودة وغير مستدامة.

ذلك لأن معظم الحلول لا تفعل أكثر من تحويل نموذج غير فعال للرعاية إلى رقمي. لا تأخذ في الاعتبار الاختلافات الفردية. كل شخص يأتي بجموعة فريدة من العوامل الثقافية والبيولوجية والغذائية والسلوكية والبيئية التي تؤثر على صحته على مستوى فردي عميق.

الانتقال من الرعاية “الشخصية” إلى الرعاية الفردية

يعد الذكاء الاصطناعي للتوائم الرقمية وعدًا بالابتعاد عن القالب.核心 لهذه التكنولوجيا هو مفهوم أن كل فرد هو “ن من 1”. يتم إطلاع توأم رقمي الفرد على قياس مستمر لمتغيراته السريرية والسلوكية الفريدة، ويستخدم تلك البيانات لتوجيه توجيه الرعاية نحو أفضل وأصح نسخة من ذلك الفرد.

القوة وراء تكنولوجيا التوائم الرقمية تكمن في اهتمامها بالأمور الصغيرة – الأشياء التي نأكلها ونفعلها – وكيف تؤثر على صحتنا الحالية ومستقبلنا. في الممارسة، يمكن للتوائم الرقمية توقع تأثير وجبة عشاء ستيك على صحة شخص معين بشكل دقيق. إلى الحد الذي قد يكون له تأثير سلبي، يمكن للتوائم الرقمية تقديم طرق لتخفيف العواقب. قد تقترح مشوارًا لمدة 10 دقائق أو حلوى بديلة. بدلاً من آيس كريم، ربما يكون خبز الجوز بالبنان مع الزبادي اليوناني والفاكهة الطازجة أو ببساطة تسلسل مختلف.

بهذه الطريقة، يمكن للتوائم الرقمية أن تظهر للفرد ما ينتظره إذا استمر على مساره الحالي والتغييرات الكبيرة التي يمكن أن تحدث من خلال إجراء تعديلات صغيرة مع مرور الوقت. استمر في روتينك الحالي، وستتمكن من التوقف عن تناول ميتفورمين في غضون ثلاثة أسابيع. عُد إلى عاداتك القديمة، وستتوقع الحصول على تعبئة جديدة.

إنه تكنولوجيا قوية، وبالرغم من أن تأثيرها على الرعاية الصحية قد تم الاعتراف به بشكل رئيسي في الأوساط الأكاديمية، إلا أنها بدأت في العثور على دورها في الحالات التجارية. في عام 2014، أطلقت Dassault Systemes ووكالة الأدوية والأطعمة مشروع SIMULIA Living Heart، وهو مشروع يعمل مع مصنعي الأجهزة لتطوير وتحسين الأجهزة القلبية بسرعة أكبر. في بداية الجائحة، طوّر OnScale مشروع Project BreathEasy، وهو توأم رقمي للرئتين لمرضى كوفيد-19 لتحسين استخدام موارد التهوية.

كما يستخدم الباحثون الطبيون نماذج مرض التوائم الرقمية لتوقع فعالية التدخلات الدوائية بناءً على العمليات البيولوجية الفردية المعقدة. لقد أعطى Takeda Pharmaceuticals هذا التكنولوجيا لتقصير العمليات الدوائية وصنع تنبؤات مدخلات-مخرجات واقعية للتفاعلات الكيميائية الحيوية. مؤخرًا، استخدم الباحثون تكنولوجيا التوائم الرقمية لتمثيل نتائج العلاج وتحديد أفضل علاج لسرطان الحنجرة القذالي بناءً على الفرد.

إدارة الأمراض المزمنة هي الجبهة التالية

يؤكد مقال حديث نشر في مجلة نيتشر أن التوائم الرقمية “على وشك إحداث مساهمات كبيرة” في رعاية السرطان، خاصة في مراقبة تقدم المرض وتقييم استجابات العلاج، والتي تختلف بشكل ملحوظ من شخص لآخر. ي分析 نفس المقال التوائم الرقمية القلبية التي يتم تغذيتها بالصور والبيانات الإلكترونية والجينية والwearable المستمرة، و潜entialها لتوقع الأحداث القلبية الحادة.

ستؤدي هذه التطورات إلى تكنولوجيا الرعاية الصحية التي يمكن أن تغير الحياة. قوتها تكمن في مفهوم أساسي لهدفها: لا شيء معقد هو ثابت.

هذا صحيح بشكل خاص بالنسبة لأنظمتنا البيولوجية. يتطلب التوأم الرقمي آلاف النقاط البيانية في اليوم للفرد ليفهم حقًا التفاعل بين بيولوجيا الفرد وثقافته وأسلوب حياته و تفضيلاته وصحته. يتم التقاط بعض هذه البيانات بالفعل بواسطة الأجهزة القابلة للارتداء والتطبيقات المحمولة، ولكن بدون نموذج يضع هذه البيانات في سياق الفرد و مسار الرعاية، فهي بلا هدف.

في عالم إدارة الأمراض المزمنة، يمكن للأمور الصغيرة أن تصبح بسرعة أمورًا كبيرة وخطيرة على الحياة. ورغم أن الصحة الرقمية أثارَت آمال المرضى باللغة مثل “الشخصنة”، إلا أن الأدوات والمناهج التي تم تقديمها للأشخاص لم تتناول احتياجاتهم و تفضيلاتهم الفريدة.

سيقلب الذكاء الاصطناعي للتوائم الرقمية هذا النهج رأسًا على عقب من خلال مساعدتنا على فهم صحتنا وتحسينها على مستوى شخصي عميق. إنه تكنولوجيا واعدة لتحقيق وعد الرعاية الفردية.