Кажется, каждый день какой-то новый алгоритм позволяет компьютерам диагностировать болезнь с беспрецедентной точностью. Подливая масла в огонь в прогнозы о том, что компьютеры скоро заменят врачей. А что, если бы компьютеры могли "заменить" пациентов?
Виртуальные пациенты - реальность?
Если бы виртуальные пациенты могли заменить реальных людей, например, на некоторых этапах испытания вакцины против коронавируса, это могло бы ускорить разработку лекарства. Точно так же, малоэффективные вакцины, могли быть выявлены на более раннем этапе, что позволило сократить затраты на испытания и лишних опытов.
Математические алгоритмы позволяют создавать виртуальный орган, который выглядит и ведет себя как настоящий.
Тестирование лекарств и лечение виртуальных органов или систем организма может существенно сократить временные и финансовые затраты, а возможно, спасти многие человеческие жизни.
Компания Insilico Medicine существенно продвинулась в области компьютерного моделирования органов и систем функционирования человека и исследования возможных реакций реальных людей в рамках компьютерного моделирования.
В случае виртуальных органов, моделирование начинается с передачи анатомических данных, полученных из неинвазивных изображений реального органа человека с высоким разрешением, в сложную компьютерно-математическую модель, управляющую функциями определенного органа.
Клинические испытания, проведенные компанией In Silico - дали свои плоды. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, например, использует компьютерное моделирование вместо испытаний на людях для оценки новых систем маммографии. Агентство также опубликовало руководство по разработке испытаний лекарств и устройств с участием виртуальных пациентов.
Помимо ускорения и снижения рисков клинических испытаний, технология "виртуальных пациентов" может использоваться вместо рискованных операционных вмешательств, которые необходимы для диагностики или планирования лечения некоторых заболеваний. Например, HeartFlow Analysis, облачный сервис, одобренный FDA, позволяет врачам определять ишемическую болезнь сердца на основе компьютерно-томографических данных.
Система HeartFlow использует эти изображения для построения гидродинамической модели крови, проходящей через коронарные кровеносные сосуды, тем самым, выявляя аномальные состояния и их тяжесть. Без этой технологии врачам нужно было бы делать инвазивную ангиограмму, чтобы решить, требуется ли медицинское вмешательство и как его лучше осуществить. Эксперименты с цифровыми моделями отдельных пациентов также могут помочь персонализировать терапию для любого количества состояний и уже используются при лечении диабета.
Идея не нова
На самом деле, идея виртуальных пациентов имеет свои аналоги. Возможность создавать и моделировать характеристики объекта в сотнях рабочих условий была краеугольным камнем инженерии на протяжении десятилетий, например, для проектирования электронных схем, самолетов и зданий. Однако, когда речь заходит о медицине, все гораздо сложнее.
Необходимо практически подтвердить реальные диагностические возможности и надежность этой технологии, а это потребует существенных улучшений и доработок. А именно, создание высококачественных медицинских баз данных на основе большой, этнически разнообразной базы пациентов, в которую входят как женщины, так и мужчины; уточнение математических моделей для учета множества взаимодействующих процессов в организме; дальнейшая модификация методов искусственного интеллекта, которые изначально, были разработаны для компьютерного распознавания речи и изображений, и как следствие, должны быть доработаны и адаптированы для получения биологической информации.
Научное сообщество и отраслевые партнеры решают эти проблемы с помощью таких инициатив, как проект «Живое сердце» от Dassault Systèmes, разработок Виртуального физиологического институт человека для интегративных биомедицинских исследований и наработками Microsoft Healthcare NExT.
В последние годы FDA и европейские регулирующие органы одобрили некоторые коммерческие применения компьютерной диагностики, но выполнение нормативных требований требует значительных затрат времени и финансов. Создание спроса на подобные инструменты является сложной задачей, особенно учитывая сложность экосистемы здравоохранения в США.
Необходимо обеспечение рентабельности для пациентов, врачей и медицинских организаций, чтобы ускорить внедрение подобной технологии в действующую систему здравоохранения.
Источник
Комментарии
Отправить комментарий