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數(shù)字孿生在預(yù)測疾病風(fēng)險方面應(yīng)用仍是空白但前景無限

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閱讀文摘

在預(yù)防醫(yī)療和保健領(lǐng)域,“數(shù)字孿生”被視為未來健康和長壽“圣杯”:"數(shù)字孿生"可以為每個個體構(gòu)建一個虛擬分身個體,實時整合基因、病史、影像、可穿戴設(shè)備以及臨床檢測數(shù)據(jù),預(yù)測未來疾病風(fēng)險并指導(dǎo)個體化健康優(yōu)化干預(yù)。

但多位醫(yī)學(xué)界權(quán)威坦言,目前多數(shù)的“數(shù)字孿生”模型及其應(yīng)用,仍停留在“拼接式和原理驗證”,距離真正的臨床和預(yù)防疾病輔助應(yīng)用至少還需要多年,甚至數(shù)十年的打磨和完善。

"數(shù)字孿生"概念最早出現(xiàn)在制造業(yè),用數(shù)字化虛擬模型模擬飛機(jī)、汽車等硬件在不同工況下的表現(xiàn),該技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

然而,臨床應(yīng)用也部分成功經(jīng)驗和小規(guī)模實踐,例如:波士頓兒童醫(yī)院利用影像和血流動力學(xué)數(shù)據(jù),為先天性心臟病患兒構(gòu)建三維心臟模型,術(shù)前模擬不同的手術(shù)修補(bǔ)方案及預(yù)期效果;約翰·霍普金斯醫(yī)院用虛擬心臟輔助心律失常治療預(yù)測和評估;目前,也有長壽診所機(jī)構(gòu)用個體代謝組學(xué)數(shù)據(jù)、全身MRI掃描數(shù)據(jù),以及衰老相關(guān)生物標(biāo)志物等,構(gòu)建個體化疾病風(fēng)險模型。但這些“數(shù)字孿生”模型多數(shù)只覆蓋單個器官、單一場景,難以稱為“全身數(shù)字孿生”。

技術(shù)瓶頸如下:

第一、數(shù)據(jù)高度碎片化且標(biāo)準(zhǔn)不一——不同醫(yī)院數(shù)據(jù)、不同的影像檢測數(shù)據(jù)難以融合,全球“虛擬人”峰會也嘗試建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),拼合為整體數(shù)字孿生模型。

第二、計算與支付成本高,現(xiàn)有的精細(xì)數(shù)字化模擬往往只用于少數(shù)高危患者,缺乏能夠證明“改善疾病治療結(jié)局并且節(jié)省醫(yī)院或醫(yī)療成本”循證證據(jù),難以說服醫(yī)保和醫(yī)院科室普及應(yīng)用。

第三、構(gòu)建真正可靠的"數(shù)字人",不僅要有大數(shù)據(jù)和AI算法,還必須讓生物學(xué)、生化學(xué)、物理、藥理和生理學(xué)模型協(xié)同工作,把一個個“數(shù)字器官”拼成可驗證的“數(shù)字人”——數(shù)字孿生。

未來發(fā)展趨勢十分清晰:從心血管到腫瘤疾病,從術(shù)前模擬到長期健康風(fēng)險預(yù)測,越來越多生物科技機(jī)構(gòu)在搭建各自“局部孿生模塊”。

然而,真正的突破不在于炫目的演示,而在于跨學(xué)科和跨行業(yè)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、模型接口和驗證框架能否建立起來。 在此之前,“數(shù)字孿生”仍是一系列功能強(qiáng)、但零散的“部件”,仍是“數(shù)字分身”而不是具有醫(yī)學(xué)價值的“數(shù)字人"。


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