В будущем вместо людей к врачу будут ходить аватары

Цифровые аватары-двойники помогут лечить пациентов с учётом индивидуальных особенностей организма каждого человека.

Иллюстрация с сайта pixabay.com.

Каждый человек неповторим. И речь идёт не только о музыкальных пристрастиях, любимых кинофильмах и книгах, еде или, например, спорте. Каждый из нас уникален и в проявлениях болезни. В зависимости от возраста, пола, образа жизни и генетики люди очень по-разному переносят одни и те же заболевания и не одинаково реагируют на, казалось бы, одну и ту же терапию.

Гибкий индивидуальный подход к лечению призвана развить новая разработка швейцарских специалистов. Это своего рода медицинский цифровой аватар-двойник пациента, по сути являющийся компьютерной моделью человека.

Такой аватар будет получать и обрабатывать данные о состоянии здоровья своего "хозяина" в реальном времени и поможет доктору разработать оптимальную для данного пациента программу лечения.

Планируется, что взаимодействие человека и его цифрового двойника будет происходить следующим образом: пациенту с помощью "умных" волокон и мембран будут вводить необходимые лекарства (например, обезболивающие или инсулин) прямо через кожу. При этом специальные датчики, закреплённые на теле, будут "считывать" все физиологические параметры и реакции организма прямо во время введения препаратов.

Основываясь на полученных данных, цифровой близнец сможет не только рассчитать оптимальную дозировку лекарства, но и предсказать эффективность лечения.

Исследователи из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий (Empa) уже разрабатывают цифровую "кожу" близнеца, которая позволит оптимально лечить больных с диабетом и хронической болью.

Кроме того, запланированы и дальнейшие испытания, в ходе которых двойник будет помогать в заживлении тяжёлых ран. С помощью специальной повязки со встроенным датчиком цифровой близнец получит данные о состоянии пациента и о ходе восстановления тканей.

Предложенная швейцарскими инженерами многообещающая новинка объединяет сразу две инновационные области исследований: неинвазивное введение лекарств через кожу с использованием трансдермальной повязки, а также контроль и прогнозирование эффективности лечения с помощью компьютерного моделирования в режиме реального времени.

Вообще, введение лекарств через кожу не ново и довольно распространено. Такой способ позволяет доставлять в кровоток множество разных веществ. Проблема, однако, заключается в том, что дозировку препарата, получаемую с помощью обычного терапевтического пластыря, сложно точно рассчитать и практически невозможно контролировать. Происходит это потому, что некоторые активные вещества могут накапливаться в слоях кожи и постепенно проникать в организм даже после удаления пластыря.

Цифровой "близнец", получающий данные от сенсоров, прикрепленных к коже пациента, напротив, обеспечит точную индивидуальную дозировку необходимых лекарственных средств.

"Ещё одно преимущество состоит в том, что мы сможем назначать минимальную эффективную дозу препарата (например, болеутоляющих). Так пациент сможет получить ровно столько препарата, сколько ему необходимо", – объясняет руководитель проекта Тейс Дефраи (Thijs Defraeye) в пресс-релизе Empa.

Инженеры Empa считают, что новая система, основанная на компьютерной симуляции, является важным шагом для медицинской науки и обладает поистине огромным потенциалом.

По словам разработчиков, в будущем создание медицинских аватаров пригодилось бы и в такой области, как травматология и ортопедия. Ведь цифровой двойник сможет самым точным образом рассчитать параметры искусственных суставов или протезов. Это сократило бы расходы на их доработку и "подгонку" и улучшило качество жизни людей.

Ранее авторы "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о роботе, способном улучшить диагностику заболеваний, о компьютерном алгоритме для создания персонализированных лекарств, медицинских 3D-моделях, спасающих жизни, и о первой компьютерной модели живого организма.