Stel je voor dat je digitale tweeling morgen jouw plaats op de operatietafel kan innemen zodat de chirurg er zeker van kan zijn dat de operatie die hij gaat uitvoeren het gewenste effect zal hebben. Of dat je digitale tweeling je reactie op een geneesmiddel of behandeling kan simuleren om te anticiperen op mogelijke bijwerkingen. Het goede nieuws is dat dit science-fiction-achtige visioen werkelijkheid aan het worden is. Digitale tweelingen, ook wel "digital twins" genoemd, zijn virtuele modellen van een patiënt die, dankzij kunstmatige intelligentie en machine-learning technologie, worden ontwikkeld op basis van de gezondheidsgegevens van een patiënt. Een baanbrekende technologie dat wel eens je leven zou kunnen redden en tegelijkertijd een einde zou kunnen maken aan dierproeven.
De digitale tweeling technologie maakt het mogelijk om virtueel volledige lichamen of organen van een mens te creëren, met de mogelijkheid om ze te personaliseren zodat ze zo goed mogelijk de specifieke kenmerken van elke patiënt weerspiegelen. Artsen kunnen zo de evolutie van een ziekte begrijpen en simulaties uitvoeren om de reactie van een patiënt op een medicijn of medisch apparaat te voorspellen en zo de kansen op een succesvolle behandeling in te schatten. Momenteel krijgen mensen met dezelfde symptomen dezelfde medicijnen of therapieën. Maar niet alle patiënten reageren hetzelfde op dezelfde behandeling. Door de behandeling te simuleren op een digitale tweeling, is het mogelijk om in te schatten welke oplossing het beste zal werken voor elke patiënt. Siemens Healthineers heeft bijvoorbeeld onlangs een digitale tweeling van het hart ontwikkeld op basis van patiëntgegevens. Hiermee kunnen ze de reactie van het echte hart van elke patiënt op een cardiale resynchronisatie therapie simuleren. FEops, een spin-off van de Universiteit Gent, heeft het Heartguide platform ontwikkeld, dat virtuele kopieën van het hart maakt op basis van scans van patiënten, zodat artsen de uitkomst van structurele hartoperaties nauwkeuriger kunnen voorspellen. De Franse startup Anatoscope biedt prothesisten de mogelijkheid om een digitale tweeling van de patiënt te bouwen om een prothese te simuleren en de hoek en vorm ervan nauwkeurig te berekenen.
Digitale tweelingen maken het ook mogelijk om het verloop en de resultaten van een operatie te voorspellen. Dankzij deze geavanceerde technologie kan het medische team voorzien wat de beste manier is om een operatie bij een patiënt uit te voeren, en welke fouten er tijdens de operatie kunnen optreden. Zo kunnen ze zich beter voorbereiden. Dit is bijvoorbeeld het geval in het Boston Children's Hospital, waar het hoofd kinderchirurgie een digitale tweeling van het hart gebruikt om verschillende manieren van opereren te testen en de beste aanpak te bepalen voordat de 'echte' operatie wordt uitgevoerd bij kinderen met aangeboren afwijkingen. Met behulp van digitale tweelingen kunnen chirurgen de operatie ook visueel uitleggen zodat patiënten beter begrijpen wat er tijdens de ingreep zal gebeuren.
Een andere veelbelovende toepassing is het real-time monitoren van patiënten en het simuleren van voorspellende analyses. Door veranderingen in de gezondheidsparameters, zoals de hartslag of de lichaamstemperatuur, van een patiënt snel te identificeren, is het mogelijk om de symptomen van een pathologie in een vroeg stadium te detecteren, of om het begin van een infectie of ontsteking, of zelfs een potentieel dodelijke ziekte te voorspellen.
Tot slot kan het gebruik van deze realistische digitale modellen onderzoekers helpen om beter te begrijpen hoe een menselijke ziekte of biologisch proces werkt. Onderzoekers van het SimbiotX-project ontwikkelen bijvoorbeeld een gepersonaliseerde digitale tweeling van de lever om beter te begrijpen hoe de lever functioneert. Digitale tweelingen kunnen ook worden gebruikt om een nieuw medicijn of medisch apparaat te testen, wat niet alleen het gebruik van dieren in medisch onderzoek zou kunnen vervangen, maar ook het aantal 'echte' patiënten in klinisch onderzoek aanzienlijk zou kunnen verminderen, zoals bijvoorbeeld wordt voorgesteld door het bedrijf Unlearn.
De lijst met voordelen van het gebruik van digitale tweelingen op het gebied van gezondheid en onderzoek is al indrukwekkend en groeit met de dag. Deze technologie maakt het onder andere mogelijk om een virtueel model van de patiënt te creëren om therapeutische scenario's te evalueren en gepersonaliseerde medische zorg voor te stellen, om de keuze van de meest geschikte chirurgische procedures te vergemakkelijken en de handelingen van de chirurg te begeleiden, om het ontstaan van infecties of ziekten te voorspellen, en om onderzoek waarbij de mens centraal staat in plaats van het dier te bevorderen. De vraag is dus niet langer of digitale tweelingen het gebruik van dieren in medisch onderzoek volledig kunnen vervangen, maar wanneer.