卡通是菲尔·赫布自1985年以来的菲尔·赫布特。
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来源:Phil Hubbe (grafics);德累斯顿卡尔·古斯塔夫·卡鲁斯大学医院

使用数码双胞胎帮助治疗多发性硬化症

德累斯顿的科学家正在扩大他们在多发性硬化症(MS)治疗和研究方面的数字健康专业知识,通过一个雄心勃勃的科学项目——从数据创造一个“数字双胞胎”。

多发性硬化症卡尔·古斯塔夫·卡洛斯·德累斯顿大学医院神经内科中心(MSC)已经持续收集和评估患者数据大约20年了,这为进一步的开发工作奠定了良好的基础。“有了‘数字微软双胞胎’,我们将开启下一个阶段数字健康我们患者的概念,“Tjalf Ziemssen教授和神经内科省MS中心的创始人和主任。

条件很好:每月大约有1000名患者,它是德国最大的学术多发性硬化症中心之一,并且有一个持续扩展的ms特定患者文档系统,以及在日常护理中测试和常规使用的众多数字应用程序。这些测试不仅包括平板电脑支持的对主观症状的查询,比如多发性硬症候群经常出现的疲劳,还包括对注意力、行走能力、视觉和双手灵巧度的数字测试,这些测试由患者自己进行。

对行走功能的详细检查也每六个月进行一次特殊传感器以便能够发现疾病过程中任何步态障碍。除了数字化的测试程序,实际情况的常规记录和疾病过程的监测也主要采用数字化,就像在多发性硬化症治疗框架内的数据管理一样。

Ziemssen教授说:“在我们患者的同意下,我们在过去20年里建立了一个巨大的数据宝库,并继续强劲增长。”他描述了新启动的“数字多发性畸形双胞胎”项目的良好起点。在医学上,数字双胞胎是病人的虚拟镜子或数字影像。在未来,这一概念将使从业人员能够模拟个人的医疗历史和个人的健康状态。除了医学知识和数据驱动的计算方法,还将使用人工智能。

对MS患者及其治疗团队的角度很有前景:“数字双胞胎”的概念包括计算机辅助模拟以及建模,除其他外,它使预测疾病进展和治疗成功以及单个疾病管理成为可能。例如,接受治疗的患者的个体耐药性可以提前测试,而且没有风险,这使得这些治疗更快,更有针对性。

数字双重的想法来自太空旅行

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为多发性硬化症多维步态分析草拟仪表板的未来远景。
资料来源:多发性硬化症中心;德累斯顿卡尔·古斯塔夫·卡鲁斯大学医院

双胞胎战略的概念最初源于太空旅行。在美国宇航局的阿波罗计划中,最初建造了两个完全相同的航天器——一个飞向太空,另一个留在地球上。这使得在出现技术问题时能够准确地反映发射车辆的状况。在工业领域,2003年首次出现了“数字孪生”的说法:作为一个物理对象的虚拟表示,目的是在计算机上评估和优化它。例如,过程工厂的在线运行监测或用于检测油水管道泄漏的实时监测系统。

自2012年以来,“数字双胞胎”的研究次数越来越多,包括在医疗保健和医学领域。一个例子是选择特定治疗方面的决策支持,其可以特别适用于诸如MS的慢性疾病领域。“数字MS Twin”的概念使患者能够从某些课程改性治疗的决定中看到出现的内容:需要多少并且检查是必要的,并且何时 - 例如MRI,血液检查。如果多个疗法之间有一种选择,那么那些治疗的人可以看到各自的治疗在未来是什么。

为了更接近这种和其他预测可能性,MSC的团队规划了“数字MS Twin”,其与高度个体患者特征配对,并尽可能地全面地反映它们。“数字MS双”基于各种MS特征 - 例如来自神经检查和功能测试,成像,新型神经生物学和免疫数据的参数以及有关患者生活环境和计划的信息 - 通过基于人工智能的计算分析方法。这使从业者能够结合和处理来自不同来源的大量患者数据并使用它进行疾病管理。通过清楚地介绍仪表板上的预分析患者数据,医生可以最佳地建议将人员与待治疗人员进行个人化的临床决策。

此外,“数字多发性硬化双胞胎”作为一个智能系统呈现了临床路径,即患者通过在多发性硬化中心的各种治疗程序的具体路径。因此,它不仅作为一个指南,通过个别治疗,但同时代表了一个质量保证工具,为医生,特别是患者。这样,患者就可以通过他们自己的路径,看看他们是否得到了良好的治疗。因此,他们积极参与治疗过程的质量改进。反过来,医务人员有机会根据具体的质量指标优化治疗步骤。

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创新的仪表板支持以患者为中心的护理

“以用户友好的方式呈现基于‘数字孪生兄弟’生成的数据的仪表板具有巨大的潜力。在许多医学学科中,它可以加强医患之间的沟通,并支持以患者为中心的护理,”德累斯顿大学医院神经内科主任Heinz Reichmann教授说。“我们的研究对象似乎注定要进行这项创新。作为临床主任和医学院院长,我很自豪的是,医学中心的团队已经成功地在早期阶段开发和引入了成功的数字医学概念,因此德累斯顿大学医院也在这一领域发挥了先锋作用。”

”“数字双女士”的我们的视野,可以治疗病人的观点众多治疗回顾性和前瞻性的数据——例如通过使用数据驱动的模拟计算方法——在一个可以理解的和清楚的方式安排仪表板,“Ziemssen教授解释道。对于那些患有多发性硬化症的人来说,“数字多发性硬化症双胞胎”的概念和与之相关的仪表盘是非常重要的,因为它们使个性化、创新的疾病管理成为可能。通过这种方式,可以更好地控制这种慢性、多层面疾病的复杂性。“‘数字双胞胎’可以决定性地推进对多发性硬化症进行个性化管理的必要实施。尽管对MS患者的概念发展目前仍处于婴儿期,但它将发展成为一种革命性的工具,可以改善诊断、监测和治疗,以及我们的患者的福祉,”Ziemssen教授说。其他预期的效果是更好地预防疾病的进展和减少卫生保健费用。

实现“数字多发性硬化症双胞胎”的数据基础是由各种已经存在的构建块组成的:MSC已经数字化地收集了许多与疾病相关的数据。例如来自临床检查和临床评估的数据。因此,所谓的数字生物标记物——可以从便携式传感器系统等各种来源获得的数据模式——以及新的神经生物学和免疫学数据应该是可用的。这些不仅要满足高质量的要求,而且要满足数据保护和数据安全的要求。一旦建立了这个基础,算法就会被开发和测试。然而,在“数字双胞胎”可以用于治疗多发性硬化症患者之前,他们的方法的有效性和安全性必须得到证明。这需要在现实环境中进行科学研究。只要“Digital MS Twin”还处于开发阶段,专家们就会将其视为患者护理培训生,在其可用于临床常规之前,积极指导、监督和监控其开发。

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