Ein digitaler Zwilling kann helfen, Nebenwirkungen von Medikamenten bei Patienten vorherzusagen Erhebliche Fortschritte in der modernen Medizin haben es modernsten medizinischen Einrichtungen ermöglicht, Patienten auch bei schweren Erkrankungen eine verbesserte Lebensqualität zu bieten. Synthetische Opiate können beispielsweise helfen, starke Schmerzen bei Krebs zu lindern. Die genaue Dosierung bleibt jedoch aSchmerzmittel wie Fentanyl können akute Schmerzen zwar ernsthaft lindern, aber bei nicht exakter Dosierung können Patienten mit lebensbedrohlichen Nebenwirkungen geschädigt werden. Heutzutage können solche Schmerzmittel über die Haut über die Haut appliziert werdenArzneimittelpflaster, das dem Körper des Patienten eine sanfte Einführung in das Arzneimittel bietet, ohne das tägliche Leben zu beeinträchtigen.
Es kann jedoch einige Zeit dauern, die richtige Dosierung für jeden Patienten zu finden, was Mediziner dazu zwingt, in Einzelfällen Trial-and-Error zu üben, was manchmal zu Unter- oder Überdosierungen führt, die niemand beobachten kann, bis die Reaktionen lange danach bereits im Gange sindDas Medikament wurde vollständig verabreicht. Doch zumindest an der Empa wird sich dies für immer ändern. Um den Patientinnen und Patienten die richtige Medikamentendosierung bedarfsgerecht zu garantieren, haben Empa-Forscher gemeinsam mit einem Team der Universität Bern ein digitalesZwilling eines menschlichen Körpers, mit dem Ärzte und Wissenschaftler mögliche Behandlungen testen können, um zu sehen, wie der simulierte Körper jedes Patienten reagiert.
Mathematische Modelle dienen als die Basis für einen digitalen Zwilling, und Forscher beziehen ein breites Spektrum von Variablen von realen Menschen wie Lebensstil und Alter in den virtuellen Patienten ein. Diese und viele andere sind notwendig, um die Wirkung eines Medikaments auf eine Person genau vorherzusagen, was einen diagnostischen Weg bildet, der von vielen physikalischen Parametern beeinflusst wird, die"Bei der Erstellung eines Avatars berücksichtigen wir zum Beispiel, wie das Medikament während der Behandlung im Körper verstoffwechselt wird und wie viel letztendlich zum Schmerzzentrum im Gehirn der Person gelangt", sagt Thijs Defraeye, dem Teamleiter des Empa-Labors «Biomimetic Membranes and Textiles» in St. Gallen.
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Patienten könnten dem digitalen Zwilling „Feedback-Parameter“ anbieten, um die Behandlung zu verbessern
Der digitale Zwilling kann auch mit psychologischen und physiologischen Rückmeldungen von echten Patienten aktualisiert werden, um auftretende Komplikationen nach Verabreichung von Dosierungen an echte Patienten zurückzuentwickeln. Zum Beispiel können Menschen fortlaufend Informationen darüber liefern, ob und in welchem Ausmaß ihre Schmerzen oder andere sindNebenwirkungen nach einer Medikamentengabe bestehen bleiben. Ausschlaggebend für diese Fähigkeit ist die Länge der schmerzfreien Phasen.
Leute, die Schmerzmittel einnehmen, manche Tage sind gute, andere weniger, randvoll mit schmerzhaften und vorgeblich zufälligen Ereignissen. „Mit diesem Feedback vom Menschen kann der Avatar die Therapie dynamisch anpassen und sogar den Verlauf vorhersagen“, sagt Flora Bahrami, eine weitere Empa-Forscherin, im Blogbeitrag.Zukünftige Sensoren könnten auch zusätzliche physiologische Parameter wie die Atmung oder die Herzschlagfrequenz eines Patienten in Echtzeit messen, um den digitalen Zwilling zu aktualisieren. Offensichtlich ist dies eine äußerst aufregende Technologie, insbesondere in einer Zeit, in der es vielen Menschen in Ländern der Ersten Welt fehltrichtigen Zugang zu einer effektiven Gesundheitsversorgung. Selbstmeldesysteme für eine diagnostische KI, die Ihren digitalen Zwilling aktualisieren, könnten die Zugänglichkeit für buchstäblich Millionen schnell erhöhengenug für Patienten, um mehr Optionen zu genießen,
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