Attualmente i progressi della tecnologia consentono di “copiare” la nostra realtà nei mondi virtuali, un concetto tra i più diffusi, spesso collegato al termine “gemello digitale”. Le grandi organizzazioni e le aziende tecnologiche si stanno concentrando sulla creazione di repliche fedeli della realtà in cui viviamo e di altri elementi fisici. Le tecnologie come l’IoT,l’ AI, il VR, i sensori, la stampa 3D e il metaverse aprono nuove opportunità di sviluppo, tra l’altro, nel settore sanitario.
La crescita della tecnologia del gemello digitale, che consiste in modelli digitali 3D dimensionalmente esatti che possono essere aggiornati rapidamente per riflettere i cambiamenti con le loro controparti fisiche, è resa possibile dall’intelligenza artificiale e dalla tecnologia di apprendimento automatico. Per questo motivo, il gemello digitale è molto diffuso nelle applicazioni ingegneristiche, soprattutto come concetto di produzione. Abbiamo già parlato in precedenza del gemello digitale e della sua importanza per un settore, ma oggi l’attenzione si concentrerà completamente sulla sua presenza nei settori sanitario e medico.
Come la digitalizzazione migliora l’assistenza sanitaria?
Nel settore sanitario, l’elenco dei vantaggi del gemello digitale è già incredibilmente ampio ed in continua crescita. Si va dalla creazione di un modello virtuale del corpo di una persona, anche a livello molecolare, alla decisione della procedura chirurgica più efficace o alla capacità di anticipare la risposta di un paziente a terapie sperimentali senza metterne a rischio la vita. I gemelli digitali possono offrire un ambiente sicuro per testare l’impatto delle modifiche sulle prestazioni di un sistema consentendo la valutazione e il monitoraggio senza essere vicini. I problemi possono essere previsti prima che si verifichino, dando il tempo di apportare le modifiche necessarie o di seguire le procedure appropriate.
“Il mondo a specchio consentirà ai leader del settore sanitario di riunire dati e intelligence su scale senza precedenti, di porre e rispondere a domande di grande portata critiche per la loro sopravvivenza e di reimmaginare il modo in cui operano, collaborano e innovano.”
Accenture, Il mondo a specchio
Una medicina più personalizzata
La medicina personalizzata, detta anche medicina di precisione, consente di adattare più facilmente i trattamenti medici agli individui in base alla loro particolare composizione genetica, all’anatomia, al comportamento e ad altri aspetti. La medicina di precisione sta guadagnando popolarità perché soddisfa le esigenze di individui specifici in base alle decisioni mediche e alle terapie. È resa possibile dai gemelli digitali. In che modo? Il gemello digitale crea un potenziale per costruire una medicina più personalizzata, e di seguito sono riportati alcuni esempi:
Gli organi virtuali
I gemelli digitali vengono utilizzati in medicina per replicare il corpo reale e creare modelli di organi virtuali e personalizzabili. Per valutare l’evoluzione delle malattie nel tempo o la risposta a nuovi farmaci, terapie o interventi chirurgici, diverse aziende hanno lavorato a cuori virtuali che possono essere adattati ai singoli pazienti e aggiornati.
Ad esempio, Philips ha creato un Dynamic HeartModel, uno strumento clinico che consente ai cardiologi di valutare varie funzioni cardiache importanti per la diagnosi e la cura dei pazienti affetti da CVD.
Tommaso Mansi e il suo team di ricerca presso Siemens Healthineers hanno sviluppato un modello digitale di cuore accessibile al computer, un prototipo che rivoluziona definitivamente la medicina di precisione.
L’obiettivo è quello di consentire al medico di utilizzare la guida predittiva del gemello digitale in tempo reale durante l’esecuzione di un intervento chirurgico, aumentando potenzialmente il numero di pazienti che potrebbero beneficiare della terapia.
Inoltre, l’azienda europea FEops ha già lanciato la piattaforma Heartguide, in cui copie virtuali del cuore o delle sue sottostrutture vengono create da scansioni cardiache utilizzando una tecnologia all’avanguardia. Attraverso l’uso di questa tecnologia, la soluzone FEops spera di migliorare e ampliare l’assistenza personalizzata per i pazienti con malattie cardiache strutturali.
La scansione del corpo
Se avete visto Guerre stellari ricorderete la presenza di uno scanner corporeo in grado di generare una rappresentazione computerizzata in 3D del vostro corpo per monitorare la vostra salute; ecco che la visione del film di fantascienza è diventata realtà. Jeff Kaditz, CEO di una start-up americana, ha progettato Q Bio Gemini, la prima piattaforma digitale gemella in grado di scansionare l’intero corpo. Secondo il sito web dell’azienda, i suoi modelli fisici computazionali avanzati, più precisi della risonanza magnetica tradizionale per molte malattie, possono registrare una scansione dell’intero corpo in 15 minuti senza l’uso di radiazioni o di trattenute del respiro.
Dati del paziente
Le informazioni sanitarie di un paziente, comprese le cartelle cliniche, i risultati di esami e test diagnostici, la storia dei farmaci prescritti e i dati provenienti da dispositivi indossabili e altre fonti, possono essere raccolte e archiviate per costruire un gemello digitale del paziente.
Per questo motivo, sono sempre più numerose le app che aiutano a tenere traccia dei cambiamenti di salute di una persona nel corso del tempo. I sensori indossabili e gli algoritmi all’avanguardia possono anticipare l’inizio di infezioni, infiammazioni e resistenza all’insulina. In questo articolo abbiamo parlato degli indossabili. La tecnologia indossabile fornisce alcune informazioni su frequenza cardiaca, attività fisica, temperatura della pelle e altri dati sulla salute. Il gemello digitale potrebbe essere utilizzato per identificare cambiamenti nello stato di salute e possibili pericoli che richiedono ulteriori ricerche, se abbinato a informazioni preesistenti sulla progressione della malattia e all’analisi dei dati.
Le simulazioni di gemelli digitali
La simulazione del gemello digitale consente la rappresentazione virtuale di modelli che possono creare dei dati utili per la ricerca e lo sviluppo. Questa tecnica è molto importante nel settore sanitario, in quanto consente al personale medico di prevedere l’esito prima di scegliere il trattamento o la terapia. Grazie alla rappresentazione virtuale, è possibile scoprire quale trattamento specifico o quale soluzione sarà la migliore per il paziente prima di testarla sul paziente stesso, ma sulla replica virtuale del suo corpo o organo.
Il gemello digitale in chirurgia
L’idea alla base di un gemello digitale chirurgico è quella di costruire un modello del paziente e di pianificare l’intervento in una conferenza di un’équipe multidisciplinare, di esercitarsi preventivamente in un simulatore e di farvi riferimento durante l’operazione per controllare l’anatomia e ridurre al minimo i danni strutturali involontari. Questi metodi possono aiutare a prevenire gli errori che potrebbero verificarsi durante un’operazione e consentire ai medici di prepararsi meglio a ciò che accadrà.
Monitoraggio del paziente
L’analisi predittiva attraverso la simulazione consente di individuare i sintomi in una fase precoce e, soprattutto nel caso di alcune malattie, prevenire e riconoscere le patologie al momento giusto potrebbe salvare la vita di qualcuno. Grazie all’assistenza del gemello digitale, i medici hanno accesso alle informazioni in tempo reale.
In che modo il gemello digitale continuerà a evolversi nell’assistenza sanitaria?
Gli esempi evidenziati in questo articolo sono solo alcuni per mostrare come la tecnologia dei gemelli digitali aiuti nella diagnosi e nel trattamento di malattie gravi. La ricerca sui gemelli digitali si concentra su situazioni o disturbi particolari, come il cancro o i problemi cardiaci e le cure critiche, e in generale aiuta a gestire le cartelle cliniche dei pazienti, i risultati di laboratorio, i dati genetici, il processo decisionale ottimale e la simulazione di vari scenari prima dell’implementazione nel mondo reale.
Le tecnologie come l’intelligenza artificiale, l’apprendimento automatico, la modellazione 3D e l’analisi predittiva sono fondamentali per creare gemelli digitali efficaci e modelli di dati accurati. Inoltre, con la protezione dei dati dei pazienti e l’integrazione, nonché la valutazione dei dispositivi abilitati all’IoT e il miglioramento del monitoraggio delle strutture sanitarie, i gemelli digitali sono diventati un fattore importante nello sviluppo, e ancora, si evolveranno nel settore medico concentrandosi sui servizi software-as-a-medical. Ciò aumenterà l’appeal popolare dei gemelli digitali e li renderà più praticabili per le organizzazioni sanitarie. Date un’occhiata ai prodotti qui sotto e trasformate la vostra struttura in un futuro sanitario intelligente.
Prodotti consigliati
stampanti 3D
La sanità trae grandi vantaggi dalla produzione additiva. La stampa 3D viene utilizzata nel settore sanitario per creare protesi esterne, impianti cranici o ortopedici e stent personalizzati per le vie aeree. Tuttavia, si è dimostrata utile anche nella pianificazione chirurgica ed è stata utilizzata in difficili interventi a cuore aperto o persino nella procedura di trapianto del viso. Leggete le applicazioni industriali della stampa 3D per saperne di più su come migliora la produzione medica e dentale.
I servocontrollori
Il manuale hardware del TMCM-1636 è un servoazionamento ad asse singolo per motori BLDC trifase e motori CC con tensione nominale di +24V o +48V. Dispone di un’interfaccia CAN e UART e può comunicare utilizzando i protocolli TMCL o CANopen. I servoazionamenti, oltre a essere comunemente utilizzati nell’automazione di laboratorio, nella robotica, nella produzione, nella motorizzazione di tavoli e sedie, possono essere utilizzati in una varietà di applicazioni mediche comuni, quali:
- I tavoli per la movimentazione dei pazienti;
- La ventilazione per la respirazione dei pazienti;
- I cuori finti portatili;
- Le seghe per le ossa
- L’iniezione di contrasto
I misuratori di energia
Il futuro intelligente della sanità non può prescindere dai contatori intelligenti, alcuni dei quali sono contatori di energia che aiutano a individuare le inefficienze. La misurazione di tutte le apparecchiature della struttura consente al personale di osservare esattamente la quantità di energia consumata da ciascun componente.
Applicazioni:
- Monitorare il consumo di energia per ogni piano, settore o unità di ufficio
- Allocare i costi energetici per ridurre il costo delle operazioni e ottimizzare l’efficienza energetica dell’edificio.
- Connettersi al software di gestione dell’energia per trarre il massimo vantaggio dall’installazione di energia digitale IoT.
Controller a logica programmabile
I controllori di automazione delle macchine a intelligenza artificiale consentono l’apprendimento automatico e l’ottimizzazione ai margini, con un controllo rapido e preciso grazie alla sincronizzazione di tutti i dispositivi EtherCAT, come i sensori di visione, i servoazionamenti e i dispositivi di campo, e l’identificazione delle anomalie attraverso la visualizzazione dei siti di errore. Poiché i sistemi PLC facilitano la raccolta e l’invio di dati operativi, i sistemi sanitari utilizzano i PLC negli impianti di utilità centrale per l’integrazione, il monitoraggio remoto e il controllo automatizzato dei sistemi meccanici ed elettrici. Grazie a ciò, ottengono efficienza operativa e un’assistenza di alta qualità ai pazienti.
Server di dispositivi seriali
I Signal Device Server di Moxa (serie NPort 5410) sono certificati dal punto di vista medico EN60601-1-2 e EN55011, mentre i server in rete di Moxa aiutano il personale infermieristico a collegare diversi dispositivi di monitoraggio a bordo letto basati sulla serialità. Di conseguenza, gli operatori sanitari possono monitorare elettronicamente le condizioni dei loro pazienti e utilizzare l’EMR per sostituire le tradizionali cartelle cliniche cartacee (cartelle cliniche elettroniche). Scoprite altri dispositivi per applicazioni mediche di Moxa.
I misuratori di energia
Le apparecchiature di monitoraggio dell’alimentazione controllano e analizzano attivamente l’infrastruttura di distribuzione dell’energia elettrica della struttura dedicata, che comprende le reti MT, BT, le sale operatorie e le unità di terapia intensiva.
Disclaimer medico
Tutti i contenuti e le informazioni contenute in questo articolo hanno uno scopo puramente informativo ed educativo e non costituiscono una consulenza medica.
