超越：医疗和制药发展的数字孪生前沿

超越：医疗和制药发展的数字孪生前沿

在工业4.0时代，数字孪生在突破性技术融合的推动下，正在各个领域产生重大影响。医疗保健实验正在产生重要成果，塑造其在医疗保健领域不同维度的应用。

用于患者管理的数字孪生：

通过整合个人的虚拟副本，数字孪生可用于预防性医疗保健。这被称为人类数字孪生，融合了遗传、生活方式和环境因素等因素。其范围从代表整个人体到特定的器官。这些数据是从可穿戴传感器、生活方式信息和临床机构收集的。人类数字孪生还允许创建大量患者的数字复制品，从而能够测试不同的药物，以确定对每位患者最有效的治疗方法。

示例：像“SIMULIA活体心脏”项目这样的项目使用数字孪生技术，通过计算机模拟来观察人体与药物的相互作用，使医生能够探索心脏的复杂结构，并检测与缺血性心脏病(IHD)等疾病相关的事件。

制药行业的数字孪生：

随着工业4.0的出现，制药行业正在经历范式转变，参与被称为制药4.0的数字化运动。在医药产品开发周期中，数字孪生可以为智能制造做出贡献。数字孪生可以帮助选择最优化、最有效的生产路径、实时过程控制以及生物制造，减少物理实验时间和成本，提高生产力，并提高产品质量。

分子与生物网络之间复杂的动态关系使得药物开发过程耗时长，成功率低。可以通过将数字孪生集成到药物发现过程、生物标志物识别和临床试验优化来探索自上而下的方法。

示例：基因组和细胞生物过程的建模，得到了美国国家科学基金会(NSF)等资助组织的积极支持；美国国防高级研究计划局(DARPA)发起了诸如生物香料等备受瞩目的项目。

公共卫生管理中的数字孪生：

数字孪生在分析大众健康方面非常有帮助。它有助于促进人口福祉，并在突发疫情方面，管理病毒性疾病，如COVID-19等。

示例：Mater私立医院放射科的3D动画，由Siemens Healthineers制作，用于在患者需求增加、等待时间增加的情况下改善医院流程。

数字孪生在内科和外科医生的培训和实践:

数字孪生技术可用于模拟侵入性临床程序，在选择治疗之前预测结果，提高干预成功率并降低患者风险。

示例：Dassault系统创建了计算机建模的数字孪生，通过3D建模和流动模拟显示设计的手镯的位置。其帮助波士顿儿童医院心脏外科治疗一名18岁右心房扩大的患者。

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