Дата публикации: 24 июня 2020 г.

Технический университете Эйндховена: персональная цифровая копия позволит проверить метод лечения

В Техническом университете Эйндховена ученые разрабатывают упрощенные цифровые копии метаболической системы человека, т.е. близнеца, на котором врач сможет опробовать и расписать лечение.

Что если врачи смогут предсказать успешное лечение для каждого человека? Пациенты не будут делать ненужных процедур и исследований и расходы на здравоохранение снизятся. Исследователь Натал ван Риль (Natal van Riel) из Технологического университета Эйндховена (Eindhoven University of Technology) работает над математическими моделями, которые показывают метаболизм для каждого человека. В своем исследовательском проекте DigiTwin он хочет создать цифровую копию отдельных пациентов, чтобы предсказать успех и определить необходимый последующий уход за лечением, например шунтирование желудка, в случае ожирения.  

Каждый человек уникален. С уникальной жизнью в уникальной среде, уникальным поведением, уникальным геномом и уникальной историей болезней. Вот почему каждый человек по-разному реагирует на лечение, а лекарства не всегда работают. Врачам сложно оценить эту разницу. Из этого факта возникла новая область исследований в науке: персонализированная медицина.  «Основываясь на идее, что среднего пациента не существует, мы используем компьютерные модели, чтобы попытаться предсказать реакцию человека на терапию или лечение» - говорит Ван Риэль.

В последнее время все больше людей подключают различные мобильные приложения для мониторинга здоровья и используют фитбиты (фитнес-браслет, часы), таким образом, все  больше данных становится доступными для каждого человека. Эта «золотая жила» данных в настоящее время не используется врачами, хотя эти данные могут быть очень интересными для определения того, что отличает вас от других. Когда люди используют эти приложения в течение более длительного периода времени, итоговая база данных работает, так сказать, параллельно с вашей жизнью.

Именно эту информацию предполагает использовать исследовательская программа DigiTwin. Конечно, с должным учетом таких вопросов, как конфиденциальность, этика и безопасность данных. «Мы создаем компьютерную модель, основанную на горе данных. И поскольку модель всегда использует новые данные, которые человек собирает в течение более длительного периода времени, модель растет вместе с человеком. Это создает цифровой близнец человека. В нашем случае это упрощенный цифровой близнец вашей метаболической системы» - сказал Ван Риэль.

Тем не менее, метаболизм человека является невероятно сложной системой для воспроизведения. Не только потребление пищи играет роль, но и бактерии в кишечнике и гормоны, работа которых заключается в том, чтобы включать и выключать пищеварительные процессы. Для разработки цифровых близнецов сначала необходимо знать, как работают эти процессы. «Только тогда вы сможете определить, что отличает здоровую систему от нездоровой» - говорит Ван Риэль.

Как только вы разработали такую стандартную модель, вы можете начать работать с человеком. Вместо того, чтобы использовать стандартные значения, Ван Риэль и исследователи в его группе заполняют модели личными данными отдельного пациента, например, значениями гормонов и характером питания этого человека. Затем вы можете проводить симуляции, скорректировать диету или смоделировать операцию. Цепная реакция, которую вызывает это вмешательство, видна как результат работы системы. И это показывает, является ли вмешательство успешным для метаболизма пациента или нет.

Образ жизни человека играет огромную роль в его метаболизме. Например, нездоровый образ жизни может способствовать развитию всех видов заболеваний, таких как ожирение и диабет 2 типа, но не обязательно. Ван Риэль хочет знать, откуда эти различия. 

Например, до сих пор многое неясно в отношении операции по шунтированию желудка у тучных людей. Желудок, который уменьшается до размеров киви, приводит к значительному снижению веса у 75% людей.  «Странно то, что обмен веществ у людей становится здоровее даже до того, как они похудеют. Например, люди с диабетом 2 типа могут прекратить инъекции инсулина уже через две недели после операции, тогда как потеря веса после операции обычно длится год,» - сказал Ван Риэль. Делая цифровые близнецы метаболизма этих пациентов, Ван Риэль хочет выяснить, почему это так и была ли серьезная операция подходящим лечением для этого конкретного пациента.

Источник: tue.nl

Гасанбекова Л. А. Оценка эффективности финансово-хозяйственной деятельности государственных унитарных предприятий Практическое пособие / Л. А. Гасанбекова, В. И. Никитина, Б. В. Сошников; под общ. науч. ред. канд. экон. наук О. А. Коробко. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2019. – 49 с. (ISBN 978-5-904670-54-2). Доступна электронная версия печатного издания.

Вопросы контроля хозяйственной деятельности и финансового аудита, национальной безопасности, системного анализа и управления Сборник материалов III Всеросс. науч.-практ. конф., г. Москва, 29 декабря 2017. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2018. – 200 с. (ISBN 978-5-904670-53-5). Доступна электронная версия печатного издания.

открыть полный список изданий Центра →