Τεχνολογία Digital Twin: H καινοτόμος τεχνολογία στην υπηρεσία ασθενών από τη Siemens Healthineers

Ως μία από τις κορυφαίες εταιρείες ιατροτεχνολογικού εξοπλισμού παγκοσμίως, η Siemens Healthineers καταθέτει την εμπειρογνωμοσύνη της στον τομέα των προηγμένων ιατρικών τεχνολογιών για να αναβαθμίσει την ποιότητα των υπηρεσιών υγείας προς όφελος των ασθενών, της ιατρικής κοινότητας και του Συστήματος Υγείας εν γένει.

Ο κ. Κοκκοβός εξηγεί τι είναι η τεχνολογία Digital Twin «Ψηφιακό Δίδυμο», ποια καινοτομία φέρνει, πώς και σε ποιες περιπτώσεις εφαρμόζεται στην Ιατρική, ενώ αναφέρει και παραδείγματα και τέλος μιλά για τα οφέλη για τον άνθρωπο, τον ασθενή, αλλά και τα συστήματα υγείας σε διεθνές επίπεδο.

Ακολουθεί ολόκληρη η συνέντευξη που έδωσε ο κ. Σίμος Κοκκοβός, Head of Digital Business στη Siemens Healthineers Ελλάδας στο CNN Greece

Κύριε Κοκκοβέ, τι ακριβώς είναι η τεχνολογία Digital Twin;

Ίσως, αρκετοί από εμάς, έχουν διαβάσει το βιβλίο «ΟΙ 7 ΣΥΝΗΘΕΙΕΣ ΤΩΝ ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΩΝ ΑΝΘΡΩΠΩΝ» του Στίβεν Κόβεϊ¹. Το συγκεκριμένο βιβλίο είναι ένας εξαιρετικός οδηγός του τρόπου βελτίωσης της προσωπικής αποδοτικότητας, όπου ο συγγραφέας -μεταξύ άλλων-γράφει: «Όλα δημιουργούνται δύο φορές. Αρχικά η νοητική σύλληψη και η οπτικοποίηση και στην συνέχεια έπεται η φυσική, πραγματική δημιουργία. Για να είστε αποτελεσματικοί και επιτυχημένοι προγραμματίστε και απεικονίστε αυτό που πρόκειται να κάνετε, αυτό που σκοπεύετε να επιτύχετε και έπειτα είστε έτοιμοι να το δημιουργήσετε».

Άλλωστε, όταν κατασκευάζουμε ένα σπίτι, ακόμη και πριν από την τοποθέτηση των θεμελίων, το σπίτι δημιουργείται πρώτα, ουσιαστικά, στο μυαλό του αρχιτέκτονα και έπειτα ακολουθεί η δημιουργία και το σπίτι αποκτά φυσική μορφή. Τότε κάποιος μπορεί να το δει, να το αγγίξει, καθώς πλέον ανήκει στον πραγματικό κόσμο. Έτσι και τα πρότυπά μας στον αθλητισμό, πριν λάβουν μια σημαντική απόφαση, επιβραδύνουν, αφιερώνουν μια στιγμή για σκέψη, οπτικοποιούν, προετοιμάζονται κατάλληλα και εν τέλει εκτελούν με επιτυχία. Ένα γνωμικό, το οποίο αποδίδεται στον Βενιαμίν Φραγκλίνο, λέει ότι η αποτυχία προετοιμασίας είναι προετοιμασία αποτυχίας. Έτσι, για να γίνουν τα πράγματα σωστά όταν το στοίχημα είναι μεγάλο, απαιτείται βοήθεια μέσω της τεχνολογίας στην προετοιμασία, προσομοιώνοντας ένα περιβάλλον που είναι πανομοιότυπο με τον πραγματικό κόσμο, ασφαλές για αστοχία, βολικά προσαρμόσιμο, πολύ ευέλικτο, εύκολα αναστρέψιμο και επομένως είναι κατάλληλο για σχεδίαση, ανάλυση, πειραματισμό και προετοιμασία.

Αυτόν το σκοπό υπηρετεί η τεχνολογία Digital Twin, η οποία αφορά στη δημιουργία ενός πιστού ψηφιακού αντιγράφου (Ψηφιακό Δίδυμο), μιας εικονικής ψηφιακής αναπαράστασης για την προσομείωση ενός πραγματικού, φυσικού αντικειμένου ή φυσικής οντότητας δηλ. ενός ασθενή, μιας αίθουσας εξέτασης ή ακόμη και μιας ιατρικής υπηρεσίας ή διαδικασίας.

Αξιοποιώντας προηγμένες μεθόδους προσομοίωσης, η τεχνολογία Digital Twin ελέγχει πολλαπλά, εναλλακτικά σενάρια, σύντομα και με ακρίβεια, οδηγώντας τον θεράποντα ιατρό στην καλύτερη δυνατή απόφαση για τον ασθενή του, παρέχοντας περισσότερο εξατομικευμένη Παροχή Φροντίδας και γενικότερα βελτιώνει την εμπειρία του ασθενούς κατά τη διάρκεια της εξέτασης, της επέμβασης και της νοσηλείας.

Στη Siemens Healthineers, αναγνωρίζουμε πως στο πλαίσιο της 4^ης Βιομηχανικής Επανάστασης, η Ιατρική Ακριβείας αποτελεί μονόδρομο στον τομέα της Υγείας. Οι Επαγγελματίες Υγείας απαιτούν πλέον τεχνολογίες υγείας που διασφαλίζουν περισσότερη ακρίβεια, αποτελεσματικότητα και οικονομία χρόνου, επιτρέποντας ταυτόχρονα την εξατομικευμένη διάγνωση και θεραπεία του ασθενούς. Με άλλα λόγια, ο θεράπων ιατρός χρειάζεται να έχει στη διάθεσή του όσο το δυνατόν μια πιο ακριβή και πλήρη εικόνα της κατάστασης του ασθενούς, ώστε να λάβει την απόφαση που είναι η πλέον κατάλληλη για τη συγκεκριμένη περίπτωση.

Ποια ακριβώς είναι η καινοτομία της συγκεκριμένης τεχνολογίας;

Καταρχάς, η πρώτη ύλη για τη δημιουργία ενός Ψηφιακού Διδύμου είναι η παροχή των κατάλληλων δεδομένων, στα οποία εφαρμόζονται προηγμένες ψηφιακές τεχνολογίες (smart sensor technology, data analytics, artificial intelligence, deep machine learning κ.α.).

Φανταστείτε τα δεδομένα ενός ανθρώπου (από απεικονιστικές και μικροβιολογικές εξετάσεις έως και καθημερινές wearable συσκευές) να συλλέγονται και να ενσωματώνονται από τη γέννηση του μέσω ενός δια βίου, φυσιολογικού μοντέλου που ενημερώνεται με κάθε τύπου εξέταση και ειδικά σχεδιασμένα νευρωνικά δίκτυα να αναλύουν τα δεδομένα συνεχώς. Κατά συνέπεια, δεν μιλάμε μόνο για τη αντιμετώπιση ασθενειών, αλλά εστιάζουμε στην υγειονομική περίθαλψη και την προσωποκεντρική πρόληψη. Όταν προκύψει κάποια ασθένεια, θα είμαστε προετοιμασμένοι να έχουμε τα κατάλληλα εργαλεία για να θέσουμε τη σωστή διάγνωση και να επιλέξουμε την καλύτερη δυνατή θεραπεία.

Θα ήθελα επίσης να υπογραμμίσω μια πολύ σημαντική παράμετρο στη διαδικασία της προσομοίωσης: Τη χρήση της τέταρτης διάστασης, δηλαδή της διάστασης του χρόνου, δεδομένου ότι τα δεδομένα μπορούν να ενημερώνονται σε πραγματικό χρόνο. Με αυτόν τον τρόπο, παράγεται ένα εικονικό μοντέλο που προσφέρει εξαιρετική ακρίβεια τόσο στον χώρο, όσο και στον χρόνο, σε σχέση με τα παραδοσιακά μοντέλα προσομοίωσης.

Συνεπώς, ένα Ψηφιακό Δίδυμο, δεν είναι μια στατική προβολή στον ψηφιακό κόσμο, ούτε ένα ψηφιακό αποτύπωμα. Είναι ένας «αντιπρόσωπος» του φυσικού αντικειμένου στον «έξυπνο» ψηφιακό κόσμο και μπορεί να δοκιμαστεί σε πολλαπλά εναλλακτικά σενάρια και να διενεργήσει πειράματα και συγκρίσεις στον ψηφιακό κόσμο και να κάνει ταχύτατους υπολογισμούς βάσει πολλαπλών παραμέτρων, ώσπου να καταλήξει στη βέλτιστη επιλογή ή να αποκαλύψει νέες δυνατότητες.

Θα λέγαμε λοιπόν, πως ο φυσικός και ο ψηφιακός κόσμος συναντώνται σε μια δυναμική και αμφίδρομη σχέση, με το φυσικό αντικείμενο να είναι η πρωτογενής πηγή των δεδομένων και το ψηφιακό να τα μετατρέπει σε χρήσιμες πληροφορίες και να το ανατροφοδοτεί.

Μπορείτε να μας αναφέρετε ορισμένες από τις εφαρμογές της τεχνολογίας Digital Twin στην Ιατρική;

Ασθενείς, ιατροί, φροντιστές υγείας, δομές παροχής υπηρεσιών υγείας, διαδικασίες κίνησης ασθενών μπορούν να αλληλεπιδρούν στον ψηφιακό κόσμο του συστήματος υγείας με περισσότερη ευκολία, ταχύτητα και αποτελεσματικότητα. Ας φανταστούμε για παράδειγμα, πως στη διάρκεια μιας πανδημίας, το Ψηφιακό Δίδυμο ενός ατόμου που νοσεί (κρούσμα) ενημερώνει τις αρμόδιες Αρχές Υγείας, αλλά και τα άτομα με τα οποία έχει έρθει σε επαφή, ενώ ταυτόχρονα βρίσκει την καταλληλότερη μονάδα υγείας όπου μπορεί να μεταβεί για να λάβει την απαραίτητη θεραπεία. Παράλληλα, οι ιατροί και το νοσηλευτικό προσωπικό της συγκεκριμένης μονάδας έχουν ήδη ενημερωθεί και βρίσκονται σε ετοιμότητα ώστε να αναλάβουν το περιστατικό.

Εφαρμογές της Τεχνολογίας Ψηφιακού Διδύμου (Digital Twin) έχουν ήδη λάβει χώρα στην επεμβατική καρδιολογία και συγκεκριμένα στην περίπτωση τοποθέτησης συσκευής καρδιακού επανασυγχρονισμού (αμφικοιλιακός βηματοδότης), η οποία τοποθετείται εικονικά και προγραμματίζεται είτε για το πρωτόκολλο της αμφικοιλιακής βηματοδότησης (που είναι και η συνηθέστερη μέθοδος) ή με βάση το σήμα της αριστερής πλευράς του μεσοκοιλιακού διαφράγματος. Με βάση το αποτέλεσμα της προσομοίωσης, ο καρδιοχειρουργός εκμεταλλευόμενος την τεχνολογία αυτή, δύναται να αποφασίσει για την καταλληλότερη μέθοδο που πρόκειται να χρησιμοποιήσει, με αποτέλεσμα την καλύτερη δυνατή ηλεκτροφυσιολογική απόκριση και διατηρημένη καρδιακή συσταλτικότητα. Αντίστοιχη προσομοίωση μέσω Ψηφιακού Διδύμου δύναται να πραγματοποιηθεί για τη στοχευμένη αφαίρεση όγκου στο ήπαρ, ώστε να σχεδιαστεί με απόλυτη ακρίβεια η θέση τοποθέτησης των ειδικών ηλεκτροδίων/βελονών, η δύναμη πίεσης και η διάρκεια. Αλγόριθμοι Τεχνητής Νοημοσύνης εξάγουν αρχικά την ανατομία του ήπατος και τα όργανα που κινδυνεύουν μέσω της απεικόνισης από εικόνες αξονικής ή μαγνητικής τομογραφίας. Στη συνέχεια, με χρήση ψηφιακού δίδυμου ήπατος, επιτυγχάνεται αυτόματος σχεδιασμός της διαδρομής πολλαπλών βελονών (ανατομία, ροή, θερμότητα), θεραπευτική καθοδήγηση και επαλήθευση κάλυψης όγκου, με αποτέλεσμα τη μείωση του ποσοστού υποτροπής, καλύτερα αποτελέσματα, βραχύτερη νοσηλεία και ταχύτερη ανάρρωση.

Αξίζει επίσης να σημειωθεί, πως ένα Ψηφιακό Δίδυμο μπορεί να δημιουργηθεί για το μέρος ενός συνόλου. Αυτή η δυνατότητα είναι εξαιρετικά χρήσιμη στην κλινική έρευνα. Για παράδειγμα, εάν θέλουμε να μελετήσουμε την επίδραση ενός φαρμάκου σε έναν συγκεκριμένο ιστό ή όργανο, υπάρχει η επιλογή να δημιουργηθεί Ψηφιακό Δίδυμο για τον συγκεκριμένο ιστό, αντί για ολόκληρο τον οργανισμό.

Θα θέλατε να μας δώσετε ένα παράδειγμα επιτυχημένης εφαρμογής της συγκεκριμένης τεχνολογίας;

Υπάρχουν αρκετά μεμονωμένα περιστατικά με ιδιαίτερο κλινικό ενδιαφέρον σε περιπτώσεις χρήσης του Digital Twin που προαναφέρθηκαν προηγουμένως, όπου αποδεδειγμένα σώθηκε πολύτιμος χρόνος και ανθρώπινες ζωές, αλλά θα αναφερθώ σε ένα παράδειγμα που αφορά την εφαρμογή του Digital Twin σε ένα ευρύτερο φάσμα νοσοκομειακού περιβάλλοντος, με στόχο περισσότερο ολιστικά αποτελέσματα. Ένα κορυφαίο νοσοκομείο στην ακτινολογική απεικόνιση στο Δουβλίνο της Ιρλανδίας, εφάρμοσε την τεχνολογία Digital Twin με σκοπό την αύξηση της συνολικής απόδοσης της μονάδας. Το αποτέλεσμα ήταν ο χρόνος αναμονής των ασθενών να μειωθεί κατά μισή ώρα², εξοικονομώντας περισσότερο χρόνο για την εκάστοτε εξέταση. Επιπλέον, καταγράφηκε 28%-34% μεγαλύτερη αξιοποίηση του ιατροτεχνολογικού εξοπλισμού² και μειώθηκε η ημερήσια υπερωρία του προσωπικού κατά 50 λεπτά².

Ποια είναι τα οφέλη της εφαρμογής της τεχνολογίας Digital Twin;

Αναμφίβολα, η αναβάθμιση της υγείας και εμπειρίας των ασθενών, οι οποίοι πλέον μπορούν να έχουν την καλύτερη δυνατή φροντίδα, οποιαδήποτε ώρα και σε οποιοδήποτε τόπο. Απελευθερώνεται περισσότερος ουσιαστικός χρόνος για φυσική επικοινωνία και συζήτηση με τον θεράποντα ιατρό για έγκαιρη και έγκυρη διάγνωση και απόφαση του τρόπου θεραπείας, προσφέροντας υπηρεσίες γενικότερα μέσα από τις οποίες κερδισμένος είναι ο εξεταζόμενος πολίτης.

Για τους παρόχους και τα συστήματα υγείας, σημαίνει καλύτερη απόδοση με χαμηλότερο κόστος. Συνοψίζοντας, η τεχνολογία Digital Twin αποτελεί ένα όχημα για την αναβάθμιση και την επέκταση των δυνατοτήτων της Ιατρικής στην Ελλάδα. Επιτρέψτε μου να δανειστώ ακόμα μια φράση, αυτή τη φορά του Αμερικανού συγγραφέα επιστημονικής φαντασίας, William Gibson «Το μέλλον είναι εδώ, απλά δεν είναι ευρέως διαδεδομένο ακόμη».

Καθώς η Siemens Healthineers είναι μια εταιρεία που δίνει ιδιαίτερη έμφαση στην Ψηφιοποίηση της Υγείας γενικότερα, πιστεύουμε ακράδαντα ότι με τη χρήση της τεχνολογίας Digital Twin, μπορούμε να μετασχηματίσουμε το μέλλον της φροντίδας Υγείας στην Ελλάδα, προσφέροντας επέκταση της Ιατρικής Ακριβείας και βελτίωση της εμπειρίας των ασθενών κατά τη διάρκεια της εξέτασης, της επέμβασης και της νοσηλείας.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

¹ Κόβει, Ρ. Στίβεν (2009), Οι 7 συνήθειες των εξαιρετικά αποτελεσματικών ανθρώπων: Δραστικά μαθήματα προσωπικής αλλαγής (Γ. Φαλδάμης. Μετ.), Αθήνα, Κλειδάριθμος

² The value of digital twin technology. Transforming care delivery in a single department or an entire healthcare enterprise, Ανακτήθηκε από: https://www.siemens-healthineers.com/services/value-partnerships/asset-center/white-papers-articles/value-of-digital-twin-technology