4516eb075153270dc0f615f5d2273a8b

Цифровые близнецы. Что это такое и как они помогают людям

Сердце передо мной бьется и двигается как человеческий орган — но в нем не течет кровь и оно не живет в человеческом теле.

Это сгенерированное компьютером сердце, или цифровой близнец, который используют для тестирование имплантированных сердечно-сосудистых устройств, таких как стенты и протезы клапанов. людях.

Но создатели сердца, Adsilico, вышли за рамки создания одной точной модели.

Используя искусственный интеллект и огромное количество данных, они создали несколько разных сердец.

<p Эти искусственные сердца могут отражать не только такие биологические характеристики, как вес, возраст, пол и артериальное давление, но и состояние здоровья и этническое. происхождение.

Поскольку эти различия часто не представлены в клинических данных, цифровые сердца-близнецы могут помочь производителям устройств проводить испытания среди более разнообразных популяций, чем во время испытаний на людях или только с цифровыми близнецами без ИИ.

«Это позволяет нам охватить полное разнообразие анатомических структур и физиологических реакций пациентов, что невозможно с помощью обычных методов. Такое использование искусственного интеллекта для улучшения тестирования помогает разработать устройства, более инклюзивные и более безопасные», – говорит исполнительный директор Adsilico Шина Макферсон.

В 2018 году расследование Международного консорциума журналистов-расследователей показало, что медицинские приборы повлекли за собой 83 000 смертей и более 1,7 миллиона травм.

Макферсон надеется, что цифровые близнецы с искусственным интеллектом помогут уменьшить эти цифры.

«Чтобы действительно сделать эти устройства более безопасными, нужно проверить их более тщательно, а сделать это в условиях клинических испытаний невозможно из-за их стоимости», — говорит Макферсон.

«Поэтому хорошо иметь возможность использовать сгенерированную компьютером версию, чтобы убедиться, что вы проверили все как можно тщательнее, прежде чем тестировать на человеке», — добавляет она.

«Части этих смертей — и связанных с ними судебных процессов — можно было бы избежать с помощью более тщательного тестирования. Также можно получить более подробные результаты», — говорит Макферсон.

«Можно взять то же [виртуальное] сердце и проверить его при низком или высоком кровяном давлении или с разным прогрессированием заболевания, чтобы увидеть, как это влияет на устройство», — объясняет она.

«[Виртуальное] тестирование дает производителям медицинских устройств гораздо больше информации . С его помощью мы можем тестировать другие подгруппы пациентов, а не только белых мужчин, на которых традиционно базируются клинические испытания. Макферсон.

4516eb075153270dc0f615f5d2273a8b

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото, ИИ может обнаруживать люди могут пропустить

Модели искусственного интеллекта Adsilico учатся на комбинации сердечно-сосудистых данных и данных реальных МРТ и КТ, в частности пациентов, согласившихся на это.

Данные берут из детальных анатомических структур сердца, чтобы помочь создать точные цифровые репрезентации того, как медицинские устройства будут взаимодействовать с различными анатомическими структурами пациентов.

Испытания Adsilico предполагают создание цифрового близнеца тестируемого устройства, которое затем вставляют в виртуальное сердце во время моделирования, сгенерированного ИИ.

Все это происходит внутри компьютера, где тест можно воспроизвести на тысячах других сердец – все из которых являются версиями настоящего человеческого сердца, смоделированные ИИ. С другой стороны, в испытаниях на людях и животных, как правило, участвуют только сотни. участников.

Возможно, наибольшим стимулом для производителей лекарств и устройств является то, как испытания с цифровыми близнецами с искусственным интеллектом экономят время и средства.

Производитель лекарств Sanofi, например, надеется сократить период тестирование на 20%, а также повысить их успеваемость. Он использует технологию цифровых близнецов в иммунологии, онкологии и в лечении редких заболеваний.

Используя биологические данные реальных людей, Санофи создает симуляцию пациентов на основе искусственного интеллекта — а не настоящих клонов конкретных людей, — которые впоследствии в рамках исследования распределяют на контрольную группу и группу плацебо.

>

Потом программы искусственного интеллекта Sanofi также создают компьютерные модели препарата для тестирования, синтезируя свойства, например то, как препарат будет усваиваться организмом, чтобы его можно было протестировать на пациентах ИИ. Программа также предусматривает их реакцию, воспроизводя реальное испытание./01/1e6827d7d159187def6f28874e01b6db.webp»/>

Автор фото, Sanofi

Подпись к фото, Использование цифровых близнецов может обеспечить большую экономию фармацевтическим фирмам, говорит Мэтт Траппо

«Учитывая 90% неудач нового лекарства во время клинической разработки, увеличение успешности только на 10% благодаря таким технологиям, как цифровые близнецы, может привести к экономии 100 миллионов долларов США, учитывая высокую стоимость клинических испытаний на поздней стадии», — говорит Мэтт Траппо, глобальный руководитель Sanofi по исследовательским платформам и вычислительным исследованиям и разработкам. Результаты пока обнадеживающие, добавляет он. Впереди еще много работы. Многие болезни, с которыми мы сейчас имеем дело, очень сложны. как искусственный интеллект. Создание следующего поколения цифровых близнецов с помощью точных ШИ-моделей сложной человеческой биологии – это следующий этап», — поясняет Траппо. webp»/>

Автор фото, PA Consulting

Подпись к фото, Чарли Патерсон говорит, что успехи искусственного интеллекта зависят от наборов данных, на которых он учитсяОднако цифровые близнецы могут иметь слабые стороны, говорит Чарли Патерсон, партнер в PA Consulting и бывший менеджер службы здравоохранения.

Он отмечает, что успехи искусственного интеллекта зависят от наборов данных, на которых он учится.

«[Через] устаревшие методы сбора данных и низкая представленность маргинализованных групп населения мы можем оказаться в ситуации, когда при программировании виртуальных двойников можем вводить определенные предупреждения» , — объясняет он.

Работа с ограниченными устаревшими данными для обучения искусственному интеллекту есть проблемой, которую Sanofi знает и работает над ее решением.

Чтобы заполнить пробелы в своих наборах данных, состоящих из миллионов данных тысяч пациентов, ежегодно проходящих испытания, компания получает данные от третьих сторон, как- вот электронные медицинские реестры и биобанки.

Между тем Макферсон из Adsilico надеется, что когда-то благодаря технологии цифровых близнецов во время клинических испытаний можно будет прекратить тестирование на животных, которое считается важной частью процесса тестирования лекарств и устройств.

«Виртуальная модель нашего сердца все же ближе к сердцу человека, чем сердце собаки, коровы, овцы или свиньи, которые , как правило, используют для исследований имплантированных устройств», — говорит она.

Поделиться

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *