Un jumeau numérique est une réplique virtuelle de processus, d’objets ou de systèmes réels qui utilise des technologies telles que l’Internet des objets (IoT), l’intelligence artificielle (IA), la réalité virtuelle (VR), les capteurs, l’impression 3D et le métavers. Cette technologie ouvre de nouvelles opportunités de croissance dans le secteur des soins de santé, entre autres.
Les jumeaux numériques sont des modèles numériques 3D aux dimensions précises qui peuvent être rapidement mis à jour pour refléter les modifications de leurs homologues physiques. Le développement de cette technologie est rendu possible par l’intelligence artificielle et la technologie d’apprentissage automatique. Le jumeau numérique est très populaire dans les applications d’ingénierie en tant que concept de fabrication. Nous avons déjà abordé le sujet du jumeau numérique et de son importance dans l’industrie – aujourd’hui, nous allons nous concentrer sur son rôle dans le secteur de la santé.
Comment la numérisation améliore-t-elle les soins de santé ?
La liste des avantages des jumeaux numériques dans les applications médicales est vraiment impressionnante. Cette technologie permet de créer un modèle virtuel du patient, même au niveau moléculaire, facilite la sélection des procédures chirurgicales appropriées et permet de prédire la réponse du patient aux thérapies extrêmes. Les jumeaux numériques constituent un environnement sécurisé pour tester l’impact des modifications sur les performances du système, permettant l’évaluation et la surveillance à distance des processus. Les problèmes peuvent être anticipés avant qu’ils ne surviennent, ce qui laisse suffisamment de temps pour apporter les corrections nécessaires ou appliquer les bonnes procédures.
Le monde miroir permet aux responsables des soins de santé de combiner les données et les renseignements à une échelle sans précédent, de répondre à des questions sur leur survie et de réimaginer leur mode de fonctionnement, de collaboration et d’innovation.
Accenture, Mirrored world
La médecine personnalisée
La médecine personnalisée, également appelée médecine de précision, permet d’adapter plus facilement les soins médicaux aux besoins d’un patient, en fonction de son génotype, de son anatomie, de son comportement et de bien d’autres aspects. La médecine de précision gagne en popularité car elle répond aux besoins individuels des patients en fonction des recommandations et des thérapies médicales. Des soins médicaux plus personnalisés sont possibles grâce aux solutions suivantes :
Les organes virtuels
Les jumeaux numériques permettent de créer des répliques du corps ainsi que des modèles d’organes virtuels et personnalisables. Des recherches sont également en cours sur un cœur virtuel qui pourrait être utilisé pour surveiller la progression d’une maladie ou suivre les réponses à de nouveaux médicaments, thérapies et opérations chirurgicales.
Philips a déjà développé l’outil médical Dynamic HeartModel, avec lequel les cardiologues peuvent surveiller la santé et fournir des soins aux patients atteints de maladies cardiovasculaires.
Tommaso Mansi et son équipe de recherche chez Siemens Healthineers ont également développé un jumeau cardiaque numérique. Il s’agit d’un prototype qui va révolutionner la médecine de précision.
Grâce à cette solution, les cliniciens pourront utiliser le guidage prédictif en temps réel lors de l’exécution des procédures.
La société européenne FEops a développé la plateforme Heartguide, dans laquelle des copies virtuelles de l’organe sont créées à partir de scans du cœur. Grâce à l’utilisation de cette technologie, FEops vise à améliorer et à étendre les soins personnalisés aux patients souffrant de cardiopathies structurelles.
L’analyse corporelle
Un scanner 3D est également apparu sur le marché médical, avec lequel il est possible de créer des copies numériques du corps humain – un appareil qui rappelle le célèbre tricorder de la série Star Trek. La science-fiction n’est plus de la fiction. Et Jeff Kaditz, un directeur de start-up américaine, a conçu Q Bio Gemini , la première plateforme de jumeaux numériques permettant de scanner le corps entier. Selon le site Web de l’entreprise, grâce à des modèles de physique informatique avancés, le scanner est capable d’effectuer un scan complet du corps en seulement 15 minutes. Non seulement l’appareil est beaucoup plus précis qu’une IRM traditionnelle, mais il effectue des scans sans utiliser de radiations et le patient qui subit le scan n’est pas obligé de retenir sa respiration.
Les données des patients
Les informations sur la santé des patients, y compris les dossiers médicaux, les résultats des tests et examens de diagnostic, l’historique des médicaments prescrits et les données provenant des dispositifs portables et d’autres sources, peuvent être collectées et stockées pour construire le jumeau numérique d’un patient.
C’est pourquoi de plus en plus d’applications sont développées pour aider à suivre les paramètres de santé d’une personne en temps réel. Des capteurs portables et des algorithmes modernes peuvent prédire l’apparition d’une infection, d’une inflammation et d’une résistance à l’insuline. Pour en savoir plus sur les dispositifs portables, consultez notre article. Les dispositifs portables permettent de surveiller, entre autres, la fréquence cardiaque, l’activité physique, la température de la peau et bien d’autres données de santé. Le jumeau numérique peut être utilisé pour identifier les changements dans l’état de santé et les risques éventuels qui nécessitent des examens supplémentaires lorsqu’il est combiné aux informations préexistantes sur les antécédents médicaux et à l’analyse des données.
Simulations utilisant des jumeaux numériques
Les simulations peuvent être exécutées en temps réel sur le jumeau numérique, fournissant les données nécessaires à la recherche. Cela permet au personnel médical de mieux évaluer les chances de réussite d’un traitement ou d’une thérapie. En effectuant la procédure sur un jumeau numérique, il est possible de voir quelle solution fonctionnera le mieux pour le patient.
Le jumeau numérique dans la pratique de la chirurgie
Le jumeau numérique permet de planifier l’opération lors d’une réunion de l’équipe multidisciplinaire, de la pratiquer dans le simulateur et de rappeler la simulation pendant l’opération pour vérifier l’anatomie du patient et minimiser les dommages structurels accidentels. Ces méthodes visent à prévenir les erreurs susceptibles de se produire lors d’une opération et permettent aux médecins de mieux se préparer à ce qui va se passer.
La surveillance des patients
L’analyse prédictive par simulation permet de détecter les symptômes à un stade précoce de la maladie, ce qui est particulièrement bénéfique pour prévenir les maladies potentiellement mortelles. Avec l’aide du jumeau numérique, les médecins peuvent accéder aux informations en temps réel.
Le développement du jumeau numérique dans les soins de santé
Les exemples décrits démontrent l’utilité du jumeau numérique dans le diagnostic et le traitement de maladies graves. La recherche sur les jumeaux numériques est axée sur des cas ou des affections spécifiques, comme le cancer ou les problèmes cardiaques et les soins intensifs, ainsi que sur l’aide générale aux dossiers médicaux des patients, les résultats de laboratoire, les données génétiques, la prise de décision optimale et la simulation de différents scénarios avant de les mettre en œuvre dans le monde réel.
Les technologies telles que l’IA, l’apprentissage automatique, la modélisation 3D et l’analyse prédictive sont essentielles pour réussir à créer des jumeaux numériques et des modèles de données précis. Avec la protection des données des patients et leur intégration, ainsi que l’évaluation des appareils compatibles IoT et l’amélioration de la surveillance des établissements de santé, les jumeaux numériques sont devenus un important moteur de croissance et continueront d’évoluer dans le secteur médical en mettant l’accent sur les services SaMD (software as a medical device ou logiciel en tant que dispositif médical en français). Cela augmentera la popularité des jumeaux numériques et les rendra plus rentables pour le secteur de la santé. Voici quelques produits qui vous aideront à apporter des solutions intelligentes à votre établissement de soins.
Produits recommandés
Imprimantes 3D
Les soins de santé bénéficient grandement de la fabrication additive. L’impression 3D est utilisée dans le secteur de la santé pour créer des prothèses externes, des implants crâniens ou orthopédiques et des stents personnalisés pour les voies respiratoires. Elle s’est également avérée utile dans la planification chirurgicale et a trouvé des applications dans les opérations difficiles à cœur ouvert et même dans les transplantations faciales. Consultez notre article sur les applications industrielles d’impression 3D pour en savoir plus sur la façon dont elle améliore le secteur de la santé.
Servomoteurs
Le TMCM-1636 est un servomoteur à axe unique pour les moteurs triphasés BLDC et DC avec des valeurs nominales de +24 V ou +48 V. Il est équipé d’interfaces CAN et UART et peut communiquer via les protocoles TMCL ou CANopen. En plus d’être largement utilisés dans l’automatisation des laboratoires, la robotique, la fabrication, les tables et chaises motorisées, les servomoteurs sont utilisés dans de nombreuses applications médicales populaires telles que :
- Les tables de traitement
- Les ventilateurs
- Les cœurs artificiels portables
- Les scies à os
- L’injection de produits de contraste
Compteurs d’énergie
L’avenir intelligent des soins de santé ne peut se passer des compteurs intelligents, dont certains sont des compteurs d’énergie qui aident à détecter les inefficacités. L’utilisation de compteurs pour tous les équipements de l’établissement permet au personnel de surveiller de près la quantité d’énergie consommée par chaque pièce d’équipement.
Applications :
- Suivi de la consommation d’énergie par étage, secteur de bureau ou unité.
- Répartition des coûts énergétiques pour réduire les coûts d’exploitation et optimiser l’efficacité énergétique des bâtiments.
- Connexion à un logiciel de gestion de l’énergie pour tirer pleinement parti de l’installation électrique numérique IoT.
Automates programmables industriels
Les automates utilisant l’intelligence artificielle permettent l’apprentissage automatique et l’optimisation à la périphérie. Ceci est possible grâce à un contrôle rapide et précis en synchronisant tous les dispositifs EtherCAT tels que les capteurs de vision, les servomoteurs et les appareils de terrain, ainsi qu’en détectant les anomalies et en visualisant les emplacements des défauts. Étant donné que les automates programmables facilitent la collecte et la transmission des données opérationnelles, les systèmes de soins de santé les utilisent dans les services centraux pour intégrer et surveiller à distance les systèmes mécano-électriques et les contrôler automatiquement. Elles parviennent ainsi à une efficacité opérationnelle et à des soins aux patients de haute qualité.
Serveurs série
Les serveurs série Moxa (série NPort 5410) ont obtenu la certification médicale EN60601-1-2 et EN55011, et les serveurs de réseau de Moxa aident les infirmiers à connecter plusieurs dispositifs de surveillance en série au chevet du patient. Cela permet d’effectuer le suivi des patients par voie électronique et de remplacer les dossiers papier traditionnels par des cartes EMR (electronic medical records). Découvrez plus de dispositifs médicaux Moxa.
Compteurs d’alimentation électrique
Les compteurs d’alimentation électrique surveillent et analysent activement l’infrastructure de distribution d’énergie d’un établissement, qui comprend les réseaux de moyenne et basse tension, les salles d’opération et les unités de soins intensifs.
Limitation de responsabilité médicale
Tout le contenu et toutes les informations contenues dans cet article sont uniquement à des fins informatives et éducatives et ne constituent pas un avis médical.
