AI u zdravstvu treba razmišljati o malom

Šest minuta nakon misije Apolla 13 na Mjesec 1970. eksplodirao je spremnik kisika. Događaj je potaknuo NASA-u da razvije novi pristup predviđanju mogućih kvarova na svojim svemirskim letjelicama. Pristup se oslanjao na kontinuirane podatke senzora, koji su zatim hranili duboke digitalne simulacije, omogućujući mnogo rigoroznije testiranje složenih sustava letenja u svemir. Bila je to prva uporaba tehnologije "digitalnih blizanaca".

Danas je u Hrvatskoj dostupno digitalni dvostruki sustavi koriste se u svim industrijama poboljšati operacije i točno simulirati svaku promjenu u sustavu. Tehnološke tvrtke poput Applea i Tesle koriste digitalne blizance za praćenje performansi proizvoda na terenu i utvrđivanje zahtijevaju li određene komponente sustava održavanje ili ne.

Digitalni blizanci također se koriste u zdravstvu, iako uglavnom u istraživanju i razvoju lijekova. Njegov najveći potencijal je, međutim, u liječenju kroničnih bolesti. Spajanjem strojnog učenja i tehnologije Internet of Things s digitalnim dvostrukim AI-jem, pristup koji je nastao iz nečeg tako golemog kao što je istraživanje svemira ima potencijal učiniti zdravstvenu skrb istinski individualiziranom.

Digitalizacija tradicionalne skrbi nije uspjela

Moderna medicina napravila je postupne pomake prema personaliziranoj skrbi tijekom proteklog desetljeća dajući pacijentima pravo glasa u donošenju odluka, te prema preciznoj medicini kroz napredak u genomskim istraživanjima. Oboje je pomoglo u prilagođavanju skrbi pojedincu, ali najvećim dijelom naš zdravstveni sustav ima pristup "velike grupe" u pružanju skrbi.

To je vidljivo u načinu na koji upravljamo kroničnom bolešću. Svaki od 133 milijuna Amerikanaca koji trenutno žive s jednom ili više kroničnih bolesti postavljen je na planirani put skrbi – režim liječenja, modna dijeta, često niz lijekova – a njihovo se poboljšanje mjeri u skupinama tisuća drugih pojedinaca koji podijeliti svoje stanje.

Ovaj pristup nije uspio. notorno, potrošnja SAD-a na dijabetes, bolesti srca i rak i dalje raste, a utjecaj tehnologije na ishode i troškove je ograničen. U digitalnom upravljanju dijabetesom, gubitkom težine i drugim stanjima, taj utjecaj nije bio faktor.

U ožujku je objavljeno izvješće Institut zdravstvene tehnologije Peterson istaknuo nedostatak održivih rezultata. Izvješće je pokazalo da sva ocijenjena rješenja imaju lošu izvedbu na angažmanu i ishodima tijekom vremena. Kao rezultat toga, gubitak tjelesne težine, smanjenje A1C, eliminacija lijekova, preokret dijabetesa te zdravlje, dobrobit i ekonomske koristi od ovih rješenja su ograničeni i neodrživi.

To je zato što većina rješenja samo digitalizira neučinkovit predložak za njegu. Oni ne uzimaju u obzir individualne razlike. Svaka osoba donosi vlastiti skup kulturnih, bioloških, prehrambenih, bihevioralnih i okolišnih čimbenika koji utječu na njezino zdravlje na duboko individualnoj razini.

Prelazak s 'personalizirane' skrbi na individualiziranu skrb

Digitalni blizanac AI obećava odstupanje od predloška. Srž tehnologije je koncept da je svaki pojedinac N od jedan. Digitalni blizanac pojedinca informiran je kontinuiranim mjerenjem njegovih jedinstvenih kliničkih varijabli i varijabli ponašanja i koristi te podatke za oblikovanje smjernica za skrb prema najboljoj i najzdravijoj verziji te osobe.

Snaga digitalne tehnologije blizanaca je u njezinoj pozornosti na male stvari – stvari koje jedemo i radimo – i kako one utječu na naše sadašnje i buduće ja. U praksi, digitalni blizanci mogu točno predvidjeti učinak koji će večera s odreskom imati na metaboličko ili kardiovaskularno zdravlje određene osobe. U mjeri u kojoj utjecaj može biti negativan, digitalni blizanci mogu ponuditi načine za ublažavanje posljedica. Može predložiti 10-minutnu šetnju ili alternativni desert. Umjesto sladoleda, možda je to banana orašasti kruh s grčkim jogurtom i svježim bobičastim voćem ili jednostavno drugačiji slijed.

Na ovaj način, digitalni blizanac AI može pokazati pojedincu što ga čeka ako ostane na trenutnoj putanji i velike promjene koje se mogu dogoditi malim prilagodbama tijekom vremena. Nastavite s trenutnom rutinom i moći ćete prestati uzimati metformin za tri tjedna. Vratite se starim navikama i možete očekivati ​​da ćete pokupiti dopunu.

To je moćna tehnologija, a iako je njezin utjecaj na zdravstvenu skrb uglavnom prepoznat samo u akademija, počinje pronalaziti svoju ulogu u slučajevima komercijalne upotrebe. Godine 2014. pokrenuli su Dassault Systemes i FDA SIMULIJA Živo srce, projekt koji surađuje s proizvođačima uređaja na bržem razvoju i usavršavanju kardioloških uređaja. Na početku pandemije, OnScale's Projekt BreathEasy razvili su digitalnog blizanca pluća pacijenata s COVID-19 kako bi poboljšali i optimizirali korištenje resursa ventilatora.

Medicinski istraživači također koriste digitalne modele bolesti blizanaca za predviđanje učinkovitosti farmaceutskih intervencija na temelju složenih, krajnje individualnih bioloških procesa. Takeda Pharmaceuticals je prihvatio tehnologiju za skraćivanje farmaceutskih procesa i stvaranje realnih input-output predviđanja za biokemijske reakcije. Nedavno su istraživači koristili tehnologiju digitalnih blizanaca za simulirati ishode terapije i odrediti najbolji tretman za orofaringealni karcinom na temelju pojedinca.

Upravljanje kroničnim bolestima sljedeća je granica

A nedavni rad objavljen u časopisu Nature tvrdi da su digitalni blizanci "spremni dati značajan doprinos" liječenju raka, posebno u praćenju napredovanja bolesti i procjeni odgovora na liječenje, koji se neslavno razlikuju od pojedinca do pojedinca. Isti rad analizira srčane digitalne blizance hranjene slikama, EHR-om, genetskim i kontinuiranim nosivim podacima te njihov potencijal za predviđanje akutnih srčanih događaja.

Ovaj napredak ustupit će mjesto zdravstvenim tehnologijama koje mijenjaju život. Njihova snaga leži u konceptnoj jezgri njihove svrhe: ništa složeno nije statično.

To se posebno odnosi na naše biološke sustave. Digitalni blizanac zahtijeva tisuće podatkovnih točaka dnevno, po pojedincu, kako bi uistinu razumio međuigru između biologije, kulture, načina života, preferencija i zdravlja pojedinca. Neki od ovih podataka već se bilježe nosivim uređajima i mobilnim aplikacijama, ali bez modela koji te podatke stavlja u kontekst pojedinca i njegovog puta skrbi, to je bez kormila.

U svijetu upravljanja kroničnim bolestima, male stvari mogu vrlo brzo postati velike, po život opasne stvari. I dok je digitalno zdravlje pobudilo nade pacijenata s jezikom poput "personalizacije", alati i pristupi koji su ponuđeni ljudima nisu se bavili njihovim jedinstvenim potrebama i preferencijama.

Digitalni blizanac AI preokrenut će ovaj pristup naglavce pomažući nam da bolje razumijemo i poboljšamo svoje zdravlje na duboko personaliziranoj razini. To je tehnologija spremna ispuniti obećanje individualizirane skrbi.