Avanços na Saúde e na qualidade de vidacom Gêmeo Digital

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Atualmente nas ações de assistência ao paciente,os dispositivos e serviços digitais desempenham um papel importante, desde a coleta de dados até comunicações clínicas e suporte à decisão no gerenciamento de doenças. Este artigo fornecera uma visão geral da história e dos principais conceitos, principais desafios técnico se aplicação da tecnologia digital twin para a saúde.

Avanços na Saúde e na qualidade de vidacom Gêmeo Digital

1. INTRODUÇÃO

O  Gêmeo Digital  (digital  twin) é  um  desses conceitos  promissores  que vem  sendo adotados por diversos setores: varejista, construção civil, industrial e inclusive na área da saúde.Trata-se  da  virtualização de  um  objeto ou  sistema  físico,  que por  meio  de análises  de  dados e sensores fazem uma projeção, a fim de que a instituição possa simular seus cenários para agregar valor aos seus negócios.

Conceitualmente, a réplica digital, um dos termos que também é empregado para definir digital twin, nos ajuda a analisar todas as possibilidades e garantir que o produto ou serviço seja entregue com extrema qualidade. O gêmeo digital é desenvolvido por especialista em ciência de dados,  este, por  sua  vez, pesquisa  toda  a propriedade  do  produto ou  sistema  físico de  forma detalhada e assim, este modelo passa a responder de forma mais assertiva possível, ao objetivo a que foi destinado. A réplica digital passou a ser possível com o avanço dos sensores de IoT e de ferramentas de inteligência artificial, elas captam dados dos seus ativos físicos para construir as réplicas virtuais e seguem se aperfeiçoando, ou seja, o modelo não para de aprender e a evoluir.

“Os gêmeos digitais impulsionam o impacto comercial da Internet das Coisas (IoT), oferecendo  uma maneira  poderosa de monitorar e controlar ativos e processos”, disse Alfonso Velosa, vice-presidente de pesquisa do Gartner (2017).

O objetivo  principal  para tratar  de  gêmeos digitais  neste  artigo, é  modelar,  testar e otimizar um objeto físico  no ambiente virtual no ramo da  saúde, até que esse  molde  atenda ao desempenho  esperado,  e então,  é  o momento  em  que este  está  pronto para  ser  construído ou aperfeiçoado (caso já estiver construído) para o ambiente físico.

“A evolução da tecnologia na Medicina foi fundamental para o avanço da área da saúde. Afinal, sem descobertas como as vacinas, antibióticos, raio-X e outras inovações, não estaríamos onde estamos hoje.” (MAYUMI, 2021).

2.DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÕES

Pretendemos, através  deste  artigo, explorar  ainda  mais a  adoção  da tecnologia  gêmeo digital duplamente no que se refere a saúde, tanto no que rege o interesse na medicina e quanto no âmbito de saúde.

Daremos uma  breve  visão de  seus  conceitos e  permearemos  pontos da  história  da tecnologia e, em seguida, apresentamos uma série de aplicações de gêmeos digitais na medicina e  na saúde  pública.  Além de  trazer  questões éticas  que  surgem quando  gêmeos  digitais são aplicados a esfera de modelo humano.Nosso objetivo é lançar alguma luz sobre a praticidade do mundo real e as implicações dos gêmeos digitais no ramo da saúde.

A primeira aplicação que deu origem ao nome atual do conceito digital twin, ou gêmeo digital,  veio em  2010,  em  uma  tentativa da  NASA  (Administração  Nacional de  Aeronáutica e Espaço dos Estados Unidos) para criar simulações digitais de espaçonaves para protótipos e testes.

Atualmente a tecnologia digital twin(ou gêmeo digital) está criando o elo que faltava para a convergência nessas outras áreas. O gêmeo digital trata da criação de uma representação digital que seja fiel a um ambiente, dispositivo ou sistema que exista no mundo físico. Assim,imagine, por exemplo, uma plataforma marítima de petróleo real totalmente representada no mundo digital. Não se trata apenas de uma imagem digital,mas sim da representação do seu funcionamento, das suas propriedades físicas, da dinâmica entre seus componentes e de tudo mais que interessar para o objetivo de utilização do gêmeo digital. Sensores captam dados do gêmeo físico e atualizam o estado do gêmeo digital, de forma que a representação digital seja a mais fiel possível.(NASCIMENTO, 2021)

A medicina é uma área que tem sido muito transformada com as inovações tecnológicas. Devido a sua importância, há uma série de pesquisas em desenvolvimento e outras já em uso que tem como objetivo encontrar soluções que fortalecem e personalizam as atuações médicas ou as melhorem.

Segundo a Accenture (2021), “66 % dos executivos da área de saúde esperam que o investimento  de suas  organizações  em gêmeos  digitais  inteligentes aumente  nos  próximos três anos.”

A réplica  digital  de humanos  é  um dos  estudos  mais explorados  e  promissores para  a próxima década e que poderá nos dar a oportunidade de termos um gêmeo virtual humano. Ou seja, nos permitirá viver mais e melhor, pois o objetivo principal do gêmeo virtual será monitorar remotamente a nossa saúde em tempo real.

Uma  aplicação  feita a partir  de  um estudo  muito  interessante realizado  com  mulheres coreanas  entre 2015  a  2020, demonstraram  o  uso de  gêmeos  digitais no  fornecimento  de tratamento ortodôntico apropriado para mulheres adultas, avaliando cuidadosamente seus perfis faciais usando varreduras faciais e imagens tridimensionais (3D) a tomografia computadorizada de feixe cônico (CBCT), ou seja, foi criado um gêmeo digital de cada paciente do estudo através da  fusão  de imagens  faciais  e  de  tomografia computadorizada  para explicar  as  variações nas estruturas faciais de pacientes coreanas e também de caucasianas.

De acordo com Cho et al. (2021) reconstruíram um gêmeo digital 3D de cada paciente, cerca de  50  participaram do  estudo  para investigar  a  relação sagital  dos  incisivos centrais superiores com a testa, concluindo, portanto, que o uso do gêmeo digital é de grande valor clínico para o diagnóstico por fornecera avaliações antes e depois do tratamento ortodôntico e medições mais  precisas dos  perfis  faciais para  estabelecer correções  e outros  tratamentos  mais adequado conforme a 'posição sagital' entre os incisivos centrais superiores e a testa de cada um.

Outra aplicação que já está sendo comercializada, é de uma startup, a Twin Health que “está conduzindo o primeiro ensaio clínico randomizado do mundo para reverter doenças metabólicas  crônicas usando  a  tecnologia de  gêmeos  digitais. Dados  de  testes publicados  no jornal Diabetes da American  Diabetes  Association mostram  resultados inéditos”.  (TWIN HEALTH, 2021)

A  tecnologia   conhecida   como Whole Body  Digital  Twin™fornece  orientação personalizada sobre  nutrição,  sono, atividade  e  respiração do  usuário.  Foi desenvolvida  para ajudar a reverter e prevenir doenças metabólicas crônicas. Assim como melhorar a qualidade devida para os usuários prolongarem seus anos de vida.

De acordo com Mohammed (2021), a tecnologia usa uma simulação combinada com a rede neural  recorrente  do  paciente,  para fazer  previsões  que levam  a  recomendações sobre nutrição aos pacientes com diabetes.

A tecnologia foi criada utilizando grande volume de dados coletados por meio de sensores IoT em conjunto com a inteligência artificial. Conforme o indivíduo é monitorado continuamente, a ferramenta vai aprendendo sobre o seu metabolismo, eles são submetidos a testes por suas redes neurais, e com isso, o modelo preditivo permite que profissionais de saúde e responsáveis treinam os gêmeos e assim consigam agir rapidamente, ajudando a reverter quadros críticos ou prevenir doenças metabólicas crônicas.

Mohammed, (2021) explica que através da tecnologia do Whole Body Digital Twin ™, "nossos  primeiros resultados  clínicos  são muito  bons", disse."estamos  vendo os  resultados iniciais de 90% das pessoas com diabetes revertendo o quadro" e "90% das pessoas pararam de tomar os medicamentos para diabetes".Além disso, as pessoas que usam o regime reduziram 9 quilos  de  peso corporal  em  média, além  disso,  também observaram  uma  melhora na  função hepática, com as enzimas hepáticas "ALT" mostrando uma melhora quantificável.

Os resultados  de  saúde são  tão  profundos que  dezenas  de médicos  se  inscreveram no serviço e reverteram suas próprias doenças metabólicas crônicas, comisso a Twin Health já está operando sua tecnologia na esfera comercial.

3.CONCLUSÕES

É nítido que a tecnologia impacta positivamente a vida das pessoas. E com a adoção do gêmeo digital na medicina,doenças que antes a cura era desconhecida, hoje já nos permite chegar cada vez mais perto delas.

Durante a última década e dado o conhecimento científico avançado de hoje e extensas capacidades  de simulação  ou  com aplicações  crescentes  que vão  desde  jogos  e assistência  ao motorista  até treinamento  médico,  a realidade  de  construir gêmeos  digitais  para modelar diferentes aspectos ou funções, como os sistemas biofísicos ou estruturas de proteínas do corpo humano, além de aperfeiçoar vários procedimentos,equipamentos, experimentos e diagnósticos médicos, permitindo que tratamento e acompanhamento de várias doenças possam ser avaliados com maior eficácia, esta começando a se tornar uma realidade.

Com o investimento dessa tecnologia voltada  à análise  de dados humana os  benefícios são  enorme se  de grande  contribuição  cientifica. O  futuro  da medicina  nos  reserva grandes mudanças  no  que se  diz  respeito a  descobertas  de diagnósticos  e  combate a  doenças  e com  a evolução dos gêmeos digitais temos um grande salto e muito trabalho para desenvolver.

Os gêmeos  digitais  estão sendo  a  chave para  oferecer  tratamentos e  intervenções altamente  personalizados  e, graças  aos  seus principais  recursos,  como rastreamento  digital  de threads, teremos  uma  IA mais explicável  para  confiar. Os  bancos de  gêmeos digitais humanos podem um dia se tornar essenciais para a correspondência de ensaios clínicos de grande sucesso,entre outros usos.

REFERÊNCIAS

 

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