INC國(guó)際兒童腦瘤大咖、世界神經(jīng)外科聯(lián)合會(huì)(WFNS)執(zhí)行委員會(huì)&顧問(wèn)委員會(huì)成員之一的James T. Rutka教授發(fā)表研究《Digital Twin Technology: The Future of Predicting Neurological Complications of Pediatric Cancers and Their Treatment》(數(shù)字孿生技術(shù)：預(yù)測(cè)兒科癌癥及其治療神經(jīng)并發(fā)癥的未來(lái))，以下是研究簡(jiǎn)述。

　　01. 摘要

　　在 COVID-19 大流行期間，醫(yī)療保健技術(shù)的利用率激增。遠(yuǎn)程患者護(hù)理、虛擬隨訪和其他未來(lái)主義形式可能會(huì)為進(jìn)一步適應(yīng)未來(lái)流行病的準(zhǔn)備策略以及人工智能的不可避免發(fā)展提供支持。本手稿提出了數(shù)字孿生技術(shù)在醫(yī)療保健中的應(yīng)用理論。數(shù)字孿生是一個(gè)三元概念，涉及物理模型、虛擬對(duì)應(yīng)物以及兩者之間的相互作用。計(jì)算機(jī)科學(xué)與醫(yī)學(xué)之間的這一接口是具有廣泛潛在應(yīng)用的新前沿。我們提出，數(shù)字孿生技術(shù)可以全面且系統(tǒng)地分析實(shí)體癌癥患者與相應(yīng)數(shù)字模型之間的聯(lián)系，旨在識(shí)別疾病相關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥的預(yù)測(cè)因素。這一觀點(diǎn)基于數(shù)據(jù)科學(xué)能夠補(bǔ)充臨床專業(yè)知識(shí)，以為癌癥護(hù)理的診斷、治療計(jì)劃和預(yù)后提供科學(xué)依據(jù)的前提。具體而言，數(shù)字孿生技術(shù)通過(guò)在精準(zhǔn)醫(yī)療、癌癥護(hù)理和治療建模、預(yù)測(cè)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，以及整合臨床醫(yī)生的不同觀點(diǎn)，來(lái)預(yù)測(cè)神經(jīng)并發(fā)癥。

　　02. 內(nèi)容簡(jiǎn)要

　　將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于癌癥治療，可以通過(guò)與現(xiàn)有的健康基礎(chǔ)設(shè)施(如電子健康記錄系統(tǒng))的無(wú)縫整合來(lái)實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)有的臨床數(shù)據(jù)將被充分利用，并通過(guò)添加額外的插件軟件來(lái)最大化輸出，類似于在計(jì)算機(jī)上更新應(yīng)用程序或新的安全功能。此外，創(chuàng)新的數(shù)據(jù)收集策略包括通過(guò)健康手環(huán)和手表進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，這些設(shè)備可以同時(shí)測(cè)量人體生理的某些方面。在醫(yī)療保健中，數(shù)字孿生技術(shù)的早期應(yīng)用源于將可穿戴傳感器和追蹤手環(huán)的數(shù)據(jù)納入，以增強(qiáng)臨床數(shù)據(jù)的定點(diǎn)檢查。數(shù)據(jù)在現(xiàn)代研究中被視為“貨幣”，因此， readily available data points 在開發(fā)預(yù)測(cè)模型和預(yù)后工具方面具有不可估量的價(jià)值，這些工具將最大化理想的患者結(jié)果。全球更多的醫(yī)療機(jī)構(gòu)可能會(huì)擴(kuò)大對(duì)數(shù)字工具和技術(shù)的采用，以最小化患者和臨床醫(yī)生的暴露風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)不妥協(xié)患者護(hù)理，正如 COVID-19 大流行所展示的那樣。通過(guò)引用數(shù)字孿生技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的具體應(yīng)用實(shí)例，本文討論了與兒科癌癥患者相關(guān)的五個(gè)臨床主題(總結(jié)在圖 1 中)。數(shù)字孿生技術(shù)的不足之處在結(jié)論部分提及。

圖1. 數(shù)字孿生技術(shù)在兒科癌癥護(hù)理中的應(yīng)用概念圖

　　03. 整合不同臨床醫(yī)生的意見

　　明智的患者評(píng)估和臨床判斷無(wú)法被人工智能所取代。臨床醫(yī)生或許是兒科癌癥治療中最關(guān)鍵的部分。不同的?？漆t(yī)生接受過(guò)標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理的培訓(xùn)，并基于敏銳的臨床判斷提出建議。盡管標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理通常包含明確的決策，但醫(yī)生之間的臨床意見存在差異也并非不尋常。這種臨床醫(yī)生治療建議的差異在一項(xiàng)研究中得到了體現(xiàn)，該研究考察了日本和西方病理學(xué)家在胃癌診斷標(biāo)準(zhǔn)上的差異 。研究得出結(jié)論，不僅病理學(xué)家的分級(jí)解釋在隊(duì)列中占主導(dǎo)地位，而且病理學(xué)家之間的差異也具有預(yù)后意義。隨著時(shí)間的推移，自我學(xué)習(xí)的數(shù)字孿生模型能夠評(píng)估不同臨床醫(yī)生之間評(píng)估差異的范圍，從而有助于減少誤差。Rao 等人利用數(shù)字孿生技術(shù)展示了如何緩解這些意見差異，作者將其描述為“整合主觀風(fēng)險(xiǎn)”  。在這個(gè)例子中，應(yīng)用的數(shù)字孿生模型基于指定的知識(shí)約束和包括醫(yī)生輸入在內(nèi)的多樣化數(shù)據(jù)集之間的相互作用，識(shí)別出新的模式。通過(guò)數(shù)據(jù)科學(xué)習(xí)得的模式可以整合不同的臨床醫(yī)生意見，并在需要時(shí)提供共識(shí)。

　　04. 結(jié)論

　　盡管人工智能在醫(yī)療保健領(lǐng)域已經(jīng)做出了無(wú)可置疑的貢獻(xiàn)，數(shù)字孿生技術(shù)在推進(jìn)疾病預(yù)測(cè)方面也具有潛在應(yīng)用，但提及相關(guān)的不足之處是謹(jǐn)慎的。首先，圍繞人工智能的倫理問(wèn)題，特別是隱私和持續(xù)生成的患者健康信息的訪問(wèn)權(quán)限，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考慮。盡管數(shù)字孿生是一個(gè)相對(duì)較新的概念，但隱私和互聯(lián)網(wǎng)安全是各個(gè)領(lǐng)域持續(xù)關(guān)注的話題。然而，醫(yī)院中電子健康記錄系統(tǒng)的廣泛安裝已經(jīng)通過(guò)為主治醫(yī)生和經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的患者護(hù)理圈設(shè)置訪問(wèn)協(xié)議，樹立了先例。

　　其次，將電子健康記錄納入其中或擴(kuò)大其使用范圍，將為癌癥患者的總體醫(yī)療增加額外成本，正如新技術(shù)的可穿戴設(shè)備以及完成數(shù)字孿生三元組所需的網(wǎng)絡(luò)連接一樣。最后，一些數(shù)字孿生模型，如黑箱算法，嚴(yán)重依賴于深度學(xué)習(xí)計(jì)算，并因其內(nèi)部工作原理的具體細(xì)節(jié)而受到一些批評(píng)。或許，鼓勵(lì)更多臨床醫(yī)生參與背景算法的制定過(guò)程，并以顧問(wèn)身份與數(shù)據(jù)工程師合作，可以使這一過(guò)程更具可信度。

　　總之，本文提出了一種新興概念，即數(shù)字孿生技術(shù)，將其作為識(shí)別兒科癌癥及其治療神經(jīng)并發(fā)癥預(yù)測(cè)因子的前沿策略。通過(guò)探索實(shí)體癌癥患者與人工智能之間的界面，醫(yī)療研究人員可以開始探討一個(gè)不可避免的未來(lái)，在那個(gè)未來(lái)中，人類與機(jī)器之間的界限無(wú)疑將變得模糊。

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• 更新時(shí)間：2025-04-09 10:18:09

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