如果有一種數字化的“虛擬病人”可以準確地告訴你某項治療對某人是否奏效，那該有多酷？聽起來有點科幻，但我們現在就正朝著這個方向前進。

數字孿生技術對醫療行業的重要性，就相當于人類基因組測序對醫療的重要性一樣。有瑞典研究人員最近這樣寫道：“鑒于醫學問題的重要性，數字孿生的潛力值得在與人類基因組計劃類似的規模上進行協同研究。”

數字孿生技術并不新鮮。計算機建模和模擬在工程和制造等其他領域很常見，數字孿生的根源可以追溯到20世紀70年代阿波羅十三號太空計劃期間的NASA。但是數字孿生對于醫療行業來說是很新鮮的，因為該技術正在這個領域獲得越來越多的關注，將在未來幾年繼續成倍增長。

2021年有1/4的醫療業高管表示，他們所在的組織正在試水數字孿生技術，此外有66%的醫療行業高管預計，未來三年他們對數字孿生的投資將會有所增加。

數字孿生可以提高醫療組織的績效，發現需要改進的地方，提供定制化和個性化的醫療和診斷方案，支持新藥和新設備的開發。

那么數字孿生技術對醫療到底意味著什么？

數字孿生技術對個性化醫療意味著什么？

數字孿生技術充當著物理世界和數字世界之間的橋梁，使用實時數據和其他來源的數據支持學習、推理和重新校準，以改進決策。簡而言之，數字孿生是一種高度復雜的數字模型，是物理事物的精準孿生，對于醫療行業來說，這里的“事物”就是指人體，對人體的建模要復雜得多。

使用數字孿生對個人的基因構成、生理特征和生活方式進行建模，以打造個性化的醫療。因此，與專注于更大樣本組的精準醫學技術相比，數字孿生具有更加個性化的特點。

把人體數字化，創建一個人體內部系統和器官功能齊全的復制品，其目的是為了加強醫療手段和患者治療方案。器官建模中的數字孿生技術能給醫生帶來很多好處，例如發現還未惡化的疾病、試驗治療方法、改進手術準備等等。

數字孿生醫療應用正在崛起

在個性化醫療領域，我們看到數字孿生在虛擬器官、基因組醫學、個性化健康信息、定制藥物治療、全身掃描和手術計劃方面都取得了進展。

一個很好的例子是2014年啟動的Living Heart項目，旨在利用眾包來創建人類心臟的開源數字孿生。

該項目將為計算機化的心血管醫學打下統一的基礎，作為教育和培訓、醫療器械設計、測試、臨床診斷和監管科學的通用技術基礎，為現有的和未來的尖端創新直接轉化為改進患者護理的措施創造有效的途徑。

在基因組醫學方面，有瑞典研究人員使用類風濕關節炎小鼠模型關節中基因活動的網絡分析生成了一個數字孿生，用于預測不同類型和不同劑量的關節炎藥物的效果。現有類風濕性關節炎藥物的無效性大約在40%到70%，而基于數字孿生的計算讓研究人員能夠篩選出數千種還未經過測試的藥物，以預測可能更有效的藥物。

瑞士的Empa研究中心正在研究運用數字孿生技術優化慢性疼痛患者的藥物劑量。年齡和生活方式等特征有助于定制數字孿生，幫助預測止痛藥的效果。此外，患者提供了有關于不同劑量校準數字孿生精度有效性的信息。

醫療領域面臨的7個數字孿生技術挑戰

然而挑戰也是存在的，下面就是數字孿生技術在醫療行業帶來的一些挑戰：

需要強大的IT基礎設施：如果沒有互連的、成熟的物聯網基礎設施，數字孿生將不具備有效以實現既定目標。

需要收集有用的數據：數據需要是無噪音的，數據流需要是恒定的、不間斷的。如果數據較差且不一致，那么數字孿生就存在性能不佳的風險，因為數字孿生處理的數據可能是較差的、有缺失的。

需要確保隱私和安全：為了克服這一挑戰，數字孿生的關鍵支持技術——數據分析和物聯網——必須是遵循現有實踐的、符合不斷更新的安全和隱私法規。 在組織內贏得并保持對該技術的信任：需要在基礎層面進一步討論和解釋數字孿生技術，以確保最終用戶和組織了解數字孿生所能帶來的好處和它存在的局限性，從而克服信任挑戰。

管理期望值：討論大家對于數字孿生的期望值，包括積極因素和消極因素，確保在開發數字孿生系統時采取適當的行動措施。

整合標準化建模：從初始設計到數字孿生仿真階段都需要一種標準的方法，確保用戶是能夠理解的，同時確保開發和實施數字孿生的每個階段之間順暢的信息流。

考慮道德影響：數字孿生會加劇不平等。數字孿生可能不是每個人都可以使用的技術，在數字孿生群體中識別出的模式可能會導致孤立和歧視。因此，隨著這項新興技術不斷成熟，你需要實施治理措施，包括確保數據使用透明度、衍生收益、數據隱私等方案采取措施。

數字孿生技術的光明未來

數字孿生市場規模預計將從2019年的38億美元增長到2025年的358億美元。

數字孿生技術是2022年醫療領域最重要的技術趨勢之一，有可能幫助醫療行業更快速、以更經濟的方式為患者提供治療方案。