Αντίγραφα των ανθρώπινων οργάνων φέρνουν επανάσταση στα χειρουργεία

Φαίνεται να πλησιάζει η εποχή που οι ασθενείς θα πάψουν να δοκιμάζουν νέα φάρμακα που υποτίθεται θα αντιμετωπίζουν την ασθένειά τους. Αμερικανοί επιστήμονες βρίσκονται μια αναπνοή από τα ψηφιακά αντίγραφα των οργάνων μας.

Αντί οι ασθενείς να δοκιμάζουν μια θεραπεία, βιώνοντας την αγωνία της αναμονής ενός αποτελέσματος, οι Αμερικανοί επιστήμονες δημιουργούν τα λεγόμενα «ψηφιακά δίδυμα» οργάνων για να προβλέψουν πώς θα ανταποκριθεί ένας ασθενής πριν ξεκινήσει τη θεραπεία ή υποστεί νυστέρι.

Σύμφωνα με ρεπορτάζ της The Wall Street Journal, ο καθορισμός της καλύτερης πορείας μπορεί να είναι πολύ πιο εύκολος τα επόμενα χρόνια. «Είναι μια αλλαγή παραδείγματος», λέει η Έμιλι Γκρίσπαν, διευθύντρια προγράμματος στο πρόγραμμα πληροφορικής και επιστήμης δεδομένων στο Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου. «Θα μπορούσατε να προβλέψετε την πορεία της νόσου ενός ατόμου» αναφέρει.

Ειδικότερα, στο Πανεπιστήμιο Τζον Χόπκινς ομάδα ερευνητών δημιουργούν υπολογιστικά μοντέλα καρδιών με επικεφαλής την Νατάλια Τραϊάνοβα. Κάθε μοντέλο απεικονίζει την καρδιά ενός πραγματικού ασθενούς με μια δυνητικά θανατηφόρα αρρυθμία, έναν ακανόνιστο καρδιακό παλμό που είναι συχνά αποτέλεσμα ουλών από καρδιακές προσβολές ή άλλες καταστάσεις.

Τα αντίγραφα, ή «ψηφιακά δίδυμα», εμφανίζονται ως εξατομικευμένες τρισδιάστατες καρδιές σε υπολογιστές, με τις περιοχές των ουλών να εμφανίζονται με λευκό χρώμα.

Η ομάδα μπορεί να τα χρησιμοποιήσει για να μοντελοποιήσει πώς και πού να κάνει νέες μικροσκοπικές ουλές μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται αφαίρεση για τη διόρθωση της αρρυθμίας.

«Μπορείτε να το παρακολουθήσετε στην οθόνη», λέει η Τραϊάνοβα, καθηγήτρια στο τμήμα βιοϊατρικής μηχανικής στο Johns Hopkins, η οποία διευθύνει τη κλινική δοκιμή χρησιμοποιώντας αυτά τα ψηφιακά δίδυμα. «Θέλουμε να μάθουμε πώς να αντιμετωπίζουμε τον ασθενή με τον βέλτιστο τρόπο».

Πότε θα τα δει ο κόσμος

Στο Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου, ο Γκρίνσπαν οραματίζεται έναν νέο τρόπο για τη θεραπεία των καρκινοπαθών. Αντί να δοκιμάσουν ένα φάρμακο και να ελπίζουν ότι θα λειτουργήσει, οι γιατροί θα δημιουργήσουν ένα ψηφιακό δίδυμο του ασθενούς για να προβλέψουν πώς θα ανταποκρινόταν η ασθένεια σε ένα συγκεκριμένο φάρμακο.

Το ινστιτούτο εργάζεται για τη δημιουργία εικονικών διδύμων για τις καλύτερες θεραπείες του καρκίνου του πνεύμονα. Στα επόμενα πέντε χρόνια η τεχνολογία πιθανότατα θα γίνει μέρος της λήψης κλινικών αποφάσεων, λέει η Γκρίνσπαν.

«Προβλέποντας τις καλύτερες θεραπείες και προληπτικούς ελέγχους, αυτά είναι οράματα γαλάζιου ουρανού», είπε. «Υπάρχει πολλή βασική έρευνα που χρειάζεται».

Όπως αναφέρει η The Wall Street Journal στις ΗΠΑ, κρατικές υπηρεσίες, νεοφυείς επιχειρήσεις και ακαδημαϊκοί ρίχνουν δισεκατομμύρια δολάρια για να φέρουν τα ψηφιακά δίδυμα στην πρώτη γραμμή της υγειονομικής περίθαλψης τα επόμενα πέντε έως δέκα χρόνια.

Η παγκόσμια αγορά υγειονομικής περίθαλψης για ψηφιακά δίδυμα αποτιμήθηκε σε 1,6 δισ. δ.ολ. το 2023 και θα μπορούσε να φτάσει τα 21,1 δισ. δολ. μέχρι το 2028, σύμφωνα με έκθεση της Markets and Markets.

Η ανάπτυξη της συγκεκριμένης τεχνολογίας στη Βόρεια Αμερική αποδίδεται σε κρατική χρηματοδότηση και επενδύσεις, καθώς και σε εταιρείες που ήδη παρέχουν τεχνολογία «digital-twin».

Βέβαια, η μοντελοποίηση ενός ανθρώπινου οργάνου ή σώματος δεν είναι καθόλου απλή διαδικασία. Η συλλογή προσωπικών δεδομένων με φορητές συσκευές και αισθητήρες απαιτεί επίσης την αντιμετώπιση των ανησυχιών σχετικά με τον  σεβασμό στο ιατρικό απόρρητο. Η μηχανική μάθηση, ή η τεχνητή νοημοσύνη, εξακολουθεί να εξελίσσεται και μπορεί κατά καιρούς να παράγει μεροληπτικά αποτελέσματα.

Οι ερευνητές λένε ότι είναι επίσης δύσκολο να προχωρήσουμε μπροστά, επειδή η ιδέα περιλαμβάνει τη συμφωνία και εξαγορά από διάφορους ενδιαφερόμενους, συμπεριλαμβανομένων επιστημόνων, γιατρών, μηχανικών και άλλων. Το ζήτημα της εμπιστοσύνης είναι το μεγάλο στοίχημα που πρέπει να κερδιθεί σύμφωνα με τους επιστήμονες.