‘Digital tvilling’ er et trendy konsept og omhandler teknologi som lar oss ‘kopiere’ vår virkelighet inn i en virtuell verden. Teknologiske bedrifter og selskaper lager nøyaktige kopier av verdenen vi lever i og andre fysiske objekter. Teknologier som IoT, AI, VR, sensorer, 3D-printing og metaverse har åpnet for utviklinger i flere sektorer, og helsektoren er intet unntak.
Digitale tvillinger er dimensjonelt nøyaktige og digitale 3D-modeller som raskt kan oppdateres for å gjenspeile endringene i deres fysiske motstykker. Denne teknologien er kun mulig som følge av kunstig intelligens og maskinlæring. Digitale tvillinger er derfor populære produksjonskonsepter i tekniske applikasjoner. Vi har allerede skrevet om digitale tvillinger og hvor viktige de er i industrien, men i denne artikkelen er fokuset på helsesektoren.
Hvordan forbedrer digitalisering helsesektoren?
Listen over hva digitale tvillinger kan brukes til i helsesektoren er en liste som stadig vokser. Fra å skape en virtuell modell av en kropp, helt ned til molekylnivå, til avgjørelser om hvilke kirurgiske prosedyrer som vil være mest effektiv. De kan også fastslå hvordan en pasient vil reagere på eksperimentelle behandlinger uten å sette pasientens liv i fare. Digitale tvillinger er en trygg måte å teste hvordan modifikasjoner vil påvirke systemets ytelse. Evaluering og overvåking foregår eksternt. Problemer kan forutses, slik at man har tid til å utføre nødvendige endringer eller følge ordentlige prosedyrer.
Den gjenspeilede verdenen gjør at helsepersonell kan føre data og intelligens sammen ved en stortstilt skala; man kan kritisk spørre og besvare store spørsmål som gjelder vår overlevelse; og tenke nytt om hvordan man opererer, samarbeider og innoverer.
Accenture, Mirrored World
Skreddersydd medisin
Skreddersydd medisin, såkalt presisjonsmedisin, gjør at man enkelt kan utvikle behandlinger basert på invdiders enkelte gener, anatomi og oppførsel. Presisjonsmedisin blir mer og mer populært fordi det tar hensyn til menneskers individuelle behov når det kommer til medisinske avgjørelser og behandlinger. Dette er gjort mulig takket være digitale tvillinger. Hvordan? Les eksemplene våre nedenfor.
Virtuelle organer
Digitale tvillinger brukes for å lage kopier av en ekte kropp, og utifra disse lager man virtuelle og tilpasningsdyktige modeller. Flere selskaper har jobbet med virtuelle hjerter som kan skreddersys til individuelle pasienter og oppdateres. Dette er for å se nærmere på hvordan sykdommer utvikler seg over tid eller i respons til ny medisin, behandlinger eller nye kirurgiske fremgangsmåter.
Philips har laget Dynamic HeartModel, et kirurgisk verktøy for hjertekirurger som lar de evaluere ulike hjertefunksjoner for å sette diagnoser og behandle pasienter med hjertesykdommer.
Tommaso Mansi og hans forskningsteam hos Siemens Helthineers har utviklet en digital modell av et hjerte. Dette er en prototype som kan være med på å revolusjonere presisjonsmedisin.
Målet er å gjøre det mulig for leger å bruke prediktiv veiledning i sanntid samtidig som de utfører operasjoner, en behandling flere pasienter kan dra nytte av.
FEops er et europeisk selskap som har lansert Heartguide platform, hvor man lager en fullstendig virtuell kopi av hjertet utifra skanninger. FEops har som mål å forbedre og gjøre skreddersydd behandling mer tilgjengelig for pasienter med strukturelle hjertefeil.
Kroppsskanning
Har du sett Star Trek husker du kanskje kroppsskanneren som skapte en 3D-modell av kroppen. Nå har dette sci-fi-konseptet blitt virkelighet. Jeff Kaditz er daglig leder og grunnlegger av en amerikansk oppstartsbedrift Q Bio Gemini, den første digitale tvillingsplattformen som skanner hele kroppen. Ifølge selskapets nettside kan den avanserte fysikkmodellen, som er mer nøyaktig enn tradisjonelle MR-maskiner, skanne en kropp på 15 minutter uten bruk av bestrålig og uten at man må holde pusten.
Pasientdata
Pasientjournaler, testresultat, medisinsk historikk og data fra andre kroppsbårne enheter kan alle samles og lagres for å lage en digital tvilling av en pasient.
Det er flere og flere apper som overvåker en persons helseendringer over tid. Kroppsbårne sensorer og høyteknologiske algoritmer kan forutse infeksjoner, betennelse og insulinresistens. Vi har allerede skrevet om kroppsbårne eneheter i denne artikkelen. Kroppsbåren teknologi gir informasjon om puls, fysisk aktivitet, kroppstemperatur og annen helsedata. I samspill med eksisterende sykdomsinformasjon og datanalyse kan digitale tvillinger brukes for å identifisere endringer i helsestatus og andre farer hvor man trenger nøyere undersøkelser.
Simulasjon av digitale tvillinger
Simulering innbærer å lage virtuelle modeller som lagrer data som bistår innen forskning og utvikling. Dette gjør at helsepersonell kan forutse utfall før de velger hvilken behandling de skal bruke. Med disse modellene kan man finne fram til spesifikke behandlinger vil være for pasienten, og man kan teste på en virtuell kopi istedenfor på pasienten.
Digitale tvillinger i kirurgi
Ved bruk av digitale tvillinger i kirurgi lager man en modell av pasienten, planlegger operasjonen i et tverrdisiplinært møte, utfører testgjennomganger av operasjonen i en simulator og refererer tilbake til 3D-modellen under operasjonen for å minimere strukturelle skader som kan oppstå. Slike metoder kan bidra til å redusere feil som kan oppstå under en operasjon og la leger bedre forberede seg på operasjonen.
Pasientovervåking
Prediktiv analyse gjennom simulering gjør at man kan oppdage symptomer ved et tidlig stadie, noe som utvilsomt vil føre til at man redder flere liv. Med digitale tvillinger har leger tilgang til informasjon i sanntid.
Hvordan utvikles digitale tvillinger i helsesktoren?
Eksemplene vi har gått gjennom i denne artikkelen viser kun noen av bruksområdene for denne type teknologi, og hvordan de bidrar til diagnosesetting og behandling av alvorlige sykdommer. Forskning innen denne teknologien fokuserer på spesielle situasjoner eller sykdommer, som kreft, hjertesvikt og intensiv omsorg. Det er også økt fokus på forbedring av pasientjournaler, gendata, optimalisert beslutningstaking og simulering av ulike scenario før disse implementeres i den virkelige verden.
Teknologier som AI, maskinlæring, 3D-modeller og prediktive analyser er grunnleggende for å skape effektive og nøyaktige digitale tvillinger. Digitale tvillinger digitale tvillinger blitt viktige i utviklingen av helsesektoren, på linje med beskyttelse av pasientdata og integrasjon, og fremover vil denne teknologien fokusere på medisinsk programvare, såkalte SaMD (Software as a Medical Device). Dette vil gjøre digitale tvillinger mer attraktive og mer forsvarlige i helsesektoren. Ta en titt på produktene nedenfor for å se hvilke endringer du kan implementere i ditt anlegg.
Anbefalte produkter
3D-printere
Additiv produksjon, eller 3D-printing, er veldig populært i helsesektoren. I dag kan man printe proteser, implantater eller skreddersydde stenter. Det er også svært nyttig for kirurgisk planlegging og har blitt brukt i åpne-hjerte-operasjoner og ansiktstransplantasjoner. Les mer om industrielle bruksområder for 3D-printingfor å lære mer om hvordan det brukes i helsesektoren og i tannpleie.
Servostyring
TMCM+1636 er en servodriver med enkeltakse for 3-fasede BLDC-motorer og DC-motorer med effekt ved 24V og 48V. Den bruker CAN- og UART-grensesnitt, og kan kommunisere ved bruk av TMCL- eller CANopen-protokoller. Servodriver brukes i laboratoriumsautomasjon, robotikk, produksjon, motoriserte bord og stoler, og de fins også i flere medisinke bruksområder som:
- Bord for pasienthåndtering
- Respiratorer
- Kunstige, portable hjerter
- Bensager
- Kontrastinjekson
Energimålere
For en smart helsesektor trenger man smartmålere, såkalte energimålere, som identifiserer ineffektivt energiforbruk. Ved å måle alt elektrisk utstyr i et anlegg kan man se hvor mye strøm hver enkelt komponent bruker.
Bruksområder:
- Overvåk strømforbruk i hver etasje, kontor eller enhet
- Fordel energikostnader for å redusere driftskostnader
- Koble til programvare for strømhåndtering
Programmerbar logisk styring
Disse maskin-automasjonskontrollerne bruker maskinlæring og edge-optimalisering ved å synkronisere alle EtherCat-enheter, som bildesensorer, servodrivere, felttjenester og registrerer unormale hendelser for å vise hvor avvik oppstår. PLCer gjør det lett å samle og sende operasjonell data, og innen helsesktoren bruker man disse i forsyningsanlegg for integrasjon, fjernovervåking og automatisert styring av mekaniske og elektriske systemer.
Serielle enhetsservere
Serielle enhettservere i NPort 5410-serien fra Moxa er medisinsk sertifisert iht. EN60601-1-2 og EN55011, og de kan bistå sykepleiere ved å tilkoble flere seriebaserte overvåkingsenheter for sengeposter. Man kan da overvåke pasientenes tilstand elektronisk og erstatte tradisjonell journalføring med elektroniske journaler. Se flere medisinske enheter fra Moxa.
Strømmålere
Strømovervåkingsutstyr overvåker og analyserer aktivit fasilitetets elektriske strømdistribusjon, og kan overvåke høy og lav spenning, operasjonsrom og intensivavdelinger.
Medisinsk ansvarsfraskrivelse
All informasjon i denne artikkelen er ment å informere og for utdanningsformål, og erstatter ikke medisinsk råd eller konsultasjon med helsepersonell.
