Terveydenhuoltoon tulee ajatella pienessä mittakaavassa

Kuusi minuuttia Apollo 13:n kuulento-ohjelman aloittamisen jälkeen vuonna 1970, sen happisäiliö räjähti. Tämä tapahtuma sai Nasan kehittämään uuden lähestymistavan mahdollisten viheliäisyyksien ennustamiseksi sen avaruusaluksissa. Lähestymistapa perustui jatkuvaan sensoridatan keräämiseen, joka syötettiin sitten syvälle digitaalisiin simulaatioihin, mahdollistaen paljon tarkemman testaamisen monimutkaisille avaruusjärjestelmille. Se oli ensimmäinen “digitaalisen kaksoiskappaleen” teknologian käyttö.

Nykyään digitaaliset kaksoiskappaleet ovat käytössä useilla aloilla toimintojen parantamiseksi ja simuloimiseksi. Teknologiayritykset kuten Apple ja Tesla käyttävät digitaalisia kaksoiskappaleita tuotteidensa suorituskyvyn seuraamiseen ja määrittämiseen, vaativatko tietyt järjestelmän komponentit huoltoa.

Digitaalisia kaksoiskappaleita on myös käytetty terveydenhuollossa, lähinnä lääketutkimuksessa ja kehityksessä. Sen suurin potentiaali on kuitenkin kroonisten sairauksien hoidossa. Yhdistämällä koneoppimisen ja Internet of Things -teknologian digitaalisen kaksoiskappaleen kanssa, lähestymistapa, joka sai alkunsa avaruustutkimuksesta, voi tehdä terveydenhuollon todella yksilölliseksi.

Perinteisen hoidon digitalisointi on epäonnistunut

Nykyinen lääketiede on tehnyt askelikoita kohti yksilöllistä hoitoa viimeisen vuosikymmenen aikana antamalla potilaille äänensä päätöksenteossa ja tarkkuuslääketieteessä geenitutkimuksen edistymisen kautta. Molemmat ovat auttaneet sovittamaan hoitoa yksilölle, mutta suurimmaksi osaksi terveydenhuoltomme järjestelmä ottaa “suuren ryhmän” lähestymistavan hoitotoimenpiteissä.

Tämä on nähtävissä siinä, miten hallitsemme kroonisia sairauksia. Jokainen 133 miljoonasta amerikkalaisesta, joilla on yksi tai useampi krooninen sairaus, on asetettu suunniteltuun hoitopolkuun – hoitosuunnitelmaan, muotidiettiin, usein lääkkeisiin – ja heidän paranemisensa mitataan tuhansien muiden saman sairauden kanssa kärsivien yksilöiden erissä.

Tämä lähestymistapa ei ole toiminut. Kuuluisasti Yhdysvaltain kulutus diabeteksen, sydäntaudin ja syövän hoidossa jatkuu kasvamassa, ja teknologian vaikutus tuloksiin ja kustannuksiin on ollut rajoitettu. Digitaalisessa diabeteksen, painonhallinnan ja muiden sairauksien hoidossa vaikutus on ollut merkityksettömiä.

Maaliskuussa julkaistussa Peterson Health Technology Instituten raportissa korostettiin tämän kestämättömän tuloksen puutetta. Raportti osoitti, että kaikki arvioiduista ratkaisuista suoriutuvat heikosti sitoutumisessa ja tuloksissa ajan myötä. Seurauksena on, että painonpudotus, A1C-väheneminen, lääkkeiden poistaminen, diabeteksen kääntäminen ja näiden ratkaisujen terveydelliset, hyvinvointiin liittyvät ja taloudelliset hyödyt ovat sekä rajoitettuja että kestämättömiä.

Tämä johtuu siitä, että useimmat ratkaisut digitalisoivat vain epätehokkaan hoidon mallin. Ne eivät ottaa huomioon yksilöllisiä eroja. Jokainen henkilö tuo oman kulttuurisen, biologisen, dieettisen, käyttäytymiseen liittyvän ja ympäristöön liittyvän tekijänsä, jotka vaikuttavat terveyteensä syvällisesti yksilöllisellä tasolla.

Siirtyminen “yksilöllisestä” hoidosta yksilökohtaiseen hoitoon

Digitaalinen kaksoiskappale -teknologia lupailee poiketa mallista. Teknologian ydinajatuksena on, että jokainen yksilö on yksilö. Yksilön digitaalinen kaksoiskappale perustuu jatkuvasti mitattaviin yksilöllisiin kliinisiin ja käyttäytymiseen liittyviin muuttujiin ja käyttää tietoa ohjaamaan hoitaneuvontaa kohti parasta ja terveintä versiota kyseisestä yksilöstä.

Digitaalisen kaksoiskappaleen voima piilee sen huomiossa pieniin asioihin – asioihin, joita syömme ja teemme – ja miten ne vaikuttavat meidän nykyiseen ja tulevaan terveyteemme. Käytännössä digitaaliset kaksoiskappaleet voivat tarkasti ennustaa, millainen vaikutus tietyllä steak-illallalla on tietyn henkilön aineenvaihduntaan tai sydän- ja verisuoniterveyteen. Jos vaikutus voi olla kielteinen, digitaaliset kaksoiskappaleet voivat tarjota keinoja lieventää seurauksia. Se voi ehdottaa 10 minuutin kävelyä tai vaihtoehtoista jälkiruokaa. Sen sijaan, että ottaisimme ice creamin, se voi olla banaani-pähkinäleipä kreikkalaisen jogurtin ja tuoreiden marjojen kanssa tai yksinkertaisesti eri järjestyksessä.

Tällä tavoin digitaalinen kaksoiskappale -teknologia voi näyttää yksilölle, mitä odottaa, jos hän jatkaa nykyisellä polullaan, ja mitkä suuret muutokset voivat tapahtua, kun tehdään pieniä sopeutumia ajan myötä. Jatkamalla nykyistä rutiinia voit lopettaa metformiinin käytön kolmen viikon kuluttua. Palatessasi vanhoihin tapoihin voit odottaa uuden reseptin.

Tämä on voimakasta teknologiaa, ja vaikka sen vaikutus terveydenhuoltoon on pääosin tunnustettu vain akateemisissa piireissä, se alkaa löytää roolinsa kaupallisissa sovelluksissa. Vuonna 2014 Dassault Systemes ja FDA käynnistivät SIMULIA Living Heart -projektin, joka työskentelee laitteiden valmistajien kanssa kehittääkseen ja jalostaakseen sydänlaitteita nopeammin. Pandemian alussa OnScalen Project BreathEasy kehitti digitaalisen kaksoiskappaleen COVID-19-potilaiden keuhkoista parantamaan ja optimoi hengityslaitteiden käyttöä.

Lääketieteelliset tutkijat käyttävät myös digitaalisia kaksoiskappaleita sairauden malleja ennustamaan lääkehoitojen tehokkuutta monimutkaisiin, erittäin yksilöllisiin biologisiin prosesseihin perustuen. Takeda Pharmaceuticals on omaksunut teknologian lyhentääkseen lääkekehitysprosesseja ja tekemään realistisia syötteiden ja tulosten ennusteita biokemiallisille reaktioille. Viimeaikaisemmin tutkijat käyttivät digitaalista kaksoiskappale -teknologiaa simuloimaan hoitotuloksia ja määrittämään parasta hoitoa orofaryngeaali karsinoomalle yksilöllisesti.

Kroonisten sairauksien hallinta on seuraava eturintama

Äskettäin julkaistussa Nature-lehdessä julkaistussa tutkimuksessa väitetään, että digitaaliset kaksoiskappaleet “ovat valmiina tekemään merkittäviä vaikutuksia” syöpähoidossa, erityisesti taudin etenemisen seuraamisessa ja hoitovasteiden arvioinnissa, jotka ovat maineeltaan yksilöllisiä. Tutkimus analysoi myös sydämen digitaalisia kaksoiskappaleita, joita syötetään kuvantamis-, potilastieto-, geneettis- ja jatkuvaan wearable-dataan, ja niiden potentiaalia ennustaa akuutteja sydäntapahtumia.

Nämä edistysaskeleet johtavat elämää muuttaviin terveydenhuollon teknologioihin. Niiden voima perustuu käsitteeseen, joka on keskeinen niiden tarkoitukselle: mitään monimutkaista ei ole staattista.

Tämä on erityisen totta biologisista järjestelmistämme. Digitaalinen kaksoiskappale vaatii tuhansia tietopisteitä päivässä, yksilöittäin, jotta ymmärretään yksilön biologian, kulttuurin, elämäntapojen, mieltymysten ja terveyden välistä vuorovaikutusta syvällisellä tasolla.

Kroonisten sairauksien hoidon maailmassa pienet asiat voivat nopeasti muuttua suuriksi, elämän uhkaaviksi asioiksi. Ja vaikka digitaalinen terveydenhuolto on herättänyt potilaiden toiveita sanomalla “yksilöllistä”, tarjotut työkalut ja lähestymistavat eivät ole ottaneet huomioon heidän ainutlaatuisia tarpeitaan ja mieltymyksiään.

Digitaalinen kaksoiskappale -teknologia kääntää tämän lähestymistavan päälaelleen auttamalla meitä ymmärtämään ja parantamaan terveyttämme syvällisesti yksilöllisellä tasolla. Se on teknologia, joka on valmis toteuttamaan yksilöllisen hoidon lupausta.