数字双胞胎会改善现实世界的医疗保健吗?

医疗保健行业领导者和FDA当局表示，数字双胞胎有助于加速医疗创新和监管审批。

在未来，这些工具甚至可以帮助医生准确地优化患者特定治疗计划的性能。

简而言之，数字双胞胎可以帮助医疗保健提供商更快地将拯救生命的创新推向市场，成本更低，患者的安全性更高。

部署数字双胞胎优化药物气溶胶沉积

当肿瘤靶向治疗失去效果或“击中”健康组织时，接受雾化化疗药物的患者会损失很大。幸运的是，像Ansys计算流体动力学(CFD)这万博样的工具可以帮助研究人员研究传统的给药方法。

CBBL确定了药物的最佳气雾释放位置，因此它针对肺部的特定位置。他们通过反向跟踪呼吸树中气溶胶粒子的路径来实现这一点。

事实上，俄克拉荷马州立大学计算生物流体和生物力学实验室(CBBL)的研究人员发现，吸入的药物中只有20%到达了肺部的目标。剩余的细胞进入了正常组织，通常会产生不良反应。

CBBL的研究人员观察了限制活性药物在气溶胶中的颗粒大小和区域(而不是在整个喷雾中均匀分布它们)是否会提高给药效率。

他们通过成人上呼吸道的数字双胞胎成功模拟了气溶胶颗粒的运动。然后，研究小组改变了颗粒直径、吸入流速和药物在气雾剂中的初始位置等参数。研究人员最终优化了医用气雾剂，使其输送效率超过90%。

该呼吸道配置属于CBBL的虚拟人体系统——一组数字双胞胎，模拟成人和儿童坐着和站着时的呼吸系统。通过从CT/MRI扫描中导入肺部几何图形，研究人员现在可以创造出针对患者的双胞胎。

数字双胞胎为脑外科医生提供了宝贵的帮助

数字双胞胎也足够聪明，可以帮助医学研究人员治疗我们的大脑。例如，法国初创公司Sim&Cure开发了一种基于患者的数字双胞胎，用于治疗动脉瘤。

如果不治疗，脑动脉瘤可能会危及生命。Sim&Cure使用模拟和数字双胞胎来帮助神经外科医生最大限度地提高患者在接受治疗时的安全性。

动脉瘤是由动脉壁变弱引起的血管肿胀。在2%的人口中可以发现这种疾病。这些动脉瘤中的一小部分会导致血栓、中风和死亡。

脑部手术通常是治疗动脉瘤的最后手段。然而，血管内修复是一种侵入性较小的选择，风险较低。它使用导管引导的植入物来支撑受损的动脉，减轻由不规则血流引起的动脉瘤压力。

不幸的是，国家生物技术信息中心(NCBI)的调查结果显示，高达65%的血管内手术在地理上受到挑战(即，它们错过了标记)。例如，如果一个囊内装置没有扩张到动脉瘤的体积，血液就会填补间隙并施加额外的压力。

Sim&Cure提出的解决方案可以帮助外科医生选择最佳的植入物，以适应动脉瘤的横截面和长度。他们甚至获得了监管机构的批准，可以帮助外科医生选择和部署血管内植入物，优化动脉瘤修复。

在病人准备好手术后，Sim&Cure的软件会基于三维旋转血管造影成像，创建动脉瘤和周围血管的三维模型。Sim&Cure的尺寸软件使用这种个性化的模型，为外科医生提供适合植入的设备选择。一旦外科医生识别出该设备，软件就会在Ansys Mechanical中创建一个输入文件进行分析。万博

然后，外科医生可以运行10到20秒的模拟，旋转和放大部署的设备。这有助于外科医生敏锐地了解植入物和动脉瘤之间的相互作用关系。在不到五分钟的时间内，可以评估大量的植入物，以优化程序。

初步的试验至少可以说是令人印象深刻的。虽然10%的血管内治疗需要后续治疗，但在撰写本文时，使用Sim&Cure软件的单个手术都不需要额外干预。

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