Digital Twins, een virtuele variant van een omgeving of een persoon, worden steeds vaker ingezet, ook in de zorg. Onderzoekers Lukas Dekker en Carlijn Buck van de TU/e en het Catharina Ziekenhuis brengen bijvoorbeeld in kaart hoe ze met zo’n digital twin betere zorg op maat voor hartpatiënten kunnen realiseren.
Een digitale tweeling kan het beste gezien worden als een zo nauwkeurig mogelijk computermodel van iets of iemand in de realiteit. Deze technologie wordt al gebruikt in sectoren als de industrie en stedenbouw, waar met behulp van virtuele kopieën voorspeld kan worden hoe bijvoorbeeld machines of verkeerssystemen zich gaan gedragen. Op het gebied van zorgtoepassingen kan zo’n model artsen helpen om de ontwikkeling van iemands gezondheid beter te begrijpen, behandelingen te personaliseren en eerder in te grijpen in een ziekteproces.
Geen toekomstmuziek meer
Zo’n virtuele kopie van een deel van een lichaam is inmiddels geen toekomstmuziek meer. Onlangs toonden onderzoekers bijvoorbeeld aan dat ze klinische proeven van nieuwe behandelingen nauwkeurig kunnen nabootsen met behulp van digitale tweelingen van kankerpatiënten. De technologie, FarrSight-Twin, is gebaseerd op algoritmen die astrofysici gebruiken om zwarte gaten te ontdekken en werd gepresenteerd op het 36e EORTC-NCI-AACR Symposium on Molecular Targets and Cancer Therapeutics in Barcelona, Spanje.
Lukas Dekker, cardioloog-elektrofysioloog bij het Catharina Ziekenhuis en hoogleraar aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e), verwacht dan ook dat het in de komende jaren mogelijk wordt om met een digitale tweeling meer zorg op maat leveren. Zo kan voor elke patiënt afzonderlijk de beste behandeling bepaald worden – zoals welke medicatie het meeste effect heeft - in plaats van iedereen dezelfde standaard zorg te geven. Dat moet zorg persoonlijker, efficiënter en betaalbaarder maken.
Een digital twin kan zowel oudere als real time informatie gebruik om via simulaties de ontwikkeling van iemands gezondheid te voorspellen, vervolgt Dekker. “We combineren medische scans, gegevens over hoe je lichaam beweegt en hoe het reageert op behandelingen. Hiermee kunnen we bijvoorbeeld berekenen hoe jouw hart functioneert.” Zo zouden artsen na een hartaanval kunnen voorspellen welke hartpatiënt meer kans heeft op hartritmestoornissen.
Volgende stap
Carlijn Buck, promovenda cardiovasculaire biomechanica, werkt binnen het COMBAT-VT-project aan de ontwikkeling van digital twins voor hartpatiënten. Zij noemt een volledige digitale kopie van een lichaam nog wel toekomstmuziek, maar stelt dat de eerste versies van digitale tweelingen van het hart zijn al gemaakt zijn. “De volgende stap is dat zo’n model zich aanpast als er nieuwe gegevens binnenkomen, en dan snel kan voorspellen of er iets misgaat.”
Dit betekent ook dat artsen de ontwikkeling van iemands gezondheid steeds beter kunnen voorspellen, zonder dat iemand naar het ziekenhuis moet voor metingen of scans. Sensors op smartphones, smart watches of hartmonitors kunnen real time data doorgeven aan zorgprofessionals, die vervolgens bijvoorbeeld vroegtijdig kunnen ingrijpen als er aanwijzingen zijn voor een nieuwe hartaanval.
“Als er iets gemeten wordt, wil je dat de betreffende data niet alleen geanalyseerd worden, maar dat dat vooral ook in een bepaalde context gebeurt”, stelt Buck. “De ene persoon verschilt nu eenmaal aanzienlijk van de ander, of dat nu komt door leeftijd, gewicht of medische voorgeschiedenis.”
Ook wordt het makkelijker om in te schatten wie vaker of eerder gecontroleerd moet worden, wat de druk op de al overbelaste zorg kan beperken. Voor patiënten met een laag risico kan een eenvoudige ‘twin’ op basis van gegevens zoals leeftijd en gewicht al voldoende zijn, zodat de extra inzet (denk aan een MRI-scan van het hart) benodigd voor een meer complexe digital twin bewaard wordt voor mensen met een hoog risico. “Als zo’n gedetailleerd model niet nodig is, moet je het ook niet doen."
Ingewikkeld proces
Momenteel is het maken van een digital twin nog een ingewikkeld proces, waarbij technici en artsen nauw moeten samenwerken. De technicus bouwt de tweeling, terwijl de arts bepaalt hoe deze in de praktijk wordt ingezet. Buck hierover: “Bij bijvoorbeeld ablatie, een ingreep om hartritmestoornissen te behandelen, zou het model kunnen helpen bepalen wanneer en hoe het hart het beste behandeld kan worden.” En, stelt Buck tot slot, een digital twin vervangt de arts niet, maar dient slechts als hulpmiddel om meer zorg op maat te leveren.
Het COMBAT-VT-project valt onder het Eindhoven MedTech Innovation Center (e/MTIC), een regionaal samenwerkingsverband op het gebied van medische technologie tussen TU/e, Philips en het Catharina Ziekenhuis, Maxima Medisch Centrum en Kempenhaeghe. COMBAT-VT wordt gesubsidieerd door de NWO (Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek) en staat onder leiding van cardioloog prof. dr. Lukas Dekker van het Catharina Ziekenhuis en prof. dr. Frans van de Vosse van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e).
