1. Introdução ao Gêmeo Digital
O Gêmeo Digital (digital twin) é um desses conceitos promissores que vem sendo adotados por diversos setores: varejista, construção civil, industrial e inclusive na área da saúde.Trata-se da virtualização de um objeto ou sistema físico, que por meio de análises de dados e sensores fazem uma projeção, a fim de que a instituição possa simular seus cenários para agregar valor aos seus negócios.
Conceitualmente, a réplica digital, um dos termos que também é empregado para definir digital twin, nos ajuda a analisar todas as possibilidades e garantir que o produto ou serviço seja entregue com extrema qualidade.
O gêmeo digital é desenvolvido por especialista em ciência de dados, este, por sua vez, pesquisa toda a propriedade do produto ou sistema físico de forma detalhada e assim, este modelo passa a responder de forma mais assertiva possível, ao objetivo a que foi destinado.
A réplica digital passou a ser possível com o avanço dos sensores de IoT e de ferramentas de inteligência artificial, elas captam dados dos seus ativos físicos para construir as réplicas virtuais e seguem se aperfeiçoando, ou seja, o modelo não para de aprender e a evoluir.
“Os gêmeos digitais impulsionam o impacto comercial da Internet das Coisas (IoT), oferecendo uma maneira poderosa de monitorar e controlar ativos e processos”, disse Alfonso Velosa, vice-presidente de pesquisa do Gartner (2017).
O objetivo principal para tratar de gêmeos digitais neste artigo, é modelar, testar e otimizar um objeto físico no ambiente virtual no ramo da saúde, até que esse molde atenda ao desempenho esperado, e então, é o momento em que este está pronto para ser construído ou aperfeiçoado (caso já estiver construído) para o ambiente físico.
“A evolução da tecnologia na Medicina foi fundamental para o avanço da área da saúde. Afinal, sem descobertas como as vacinas, antibióticos, raio-X e outras inovações, não estaríamos onde estamos hoje.” (MAYUMI, 2021).
2.Desenvolvimento e Aplicações com Gêmeo Digital
Pretendemos, através deste artigo, explorar ainda mais a adoção da tecnologia gêmeo digital duplamente no que se refere a saúde, tanto no que rege o interesse na medicina e quanto no âmbito de saúde.
Daremos uma breve visão de seus conceitos e permearemos pontos da história da tecnologia e, em seguida, apresentamos uma série de aplicações de gêmeos digitais na medicina e na saúde pública. Além de trazer questões éticas que surgem quando gêmeos digitais são aplicados a esfera de modelo humano.Nosso objetivo é lançar alguma luz sobre a praticidade do mundo real e as implicações dos gêmeos digitais no ramo da saúde.
A primeira aplicação que deu origem ao nome atual do conceito digital twin, ou gêmeo digital, veio em 2010, em uma tentativa da NASA (Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço dos Estados Unidos) para criar simulações digitais de espaçonaves para protótipos e testes.
Atualmente a tecnologia digital twin(ou gêmeo digital) está criando o elo que faltava para a convergência nessas outras áreas. O gêmeo digital trata da criação de uma representação digital que seja fiel a um ambiente, dispositivo ou sistema que exista no mundo físico.
Assim,imagine, por exemplo, uma plataforma marítima de petróleo real totalmente representada no mundo digital. Não se trata apenas de uma imagem digital,mas sim da representação do seu funcionamento, das suas propriedades físicas, da dinâmica entre seus componentes e de tudo mais que interessar para o objetivo de utilização do gêmeo digital.
Sensores captam dados do gêmeo físico e atualizam o estado do gêmeo digital, de forma que a representação digital seja a mais fiel possível.(NASCIMENTO, 2021)
A medicina é uma área que tem sido muito transformada com as inovações tecnológicas. Devido a sua importância, há uma série de pesquisas em desenvolvimento e outras já em uso que tem como objetivo encontrar soluções que fortalecem e personalizam as atuações médicas ou as melhorem.
Segundo a Accenture (2021), “66 % dos executivos da área de saúde esperam que o investimento de suas organizações em gêmeos digitais inteligentes aumente nos próximos três anos.”
A réplica digital de humanos é um dos estudos mais explorados e promissores para a próxima década e que poderá nos dar a oportunidade de termos um gêmeo virtual humano. Ou seja, nos permitirá viver mais e melhor, pois o objetivo principal do gêmeo virtual será monitorar remotamente a nossa saúde em tempo real.
Uma aplicação feita a partir de um estudo muito interessante realizado com mulheres coreanas entre 2015 a 2020, demonstraram o uso de gêmeos digitais no fornecimento de tratamento ortodôntico apropriado para mulheres adultas, avaliando cuidadosamente seus perfis faciais usando varreduras faciais e imagens tridimensionais (3D) a tomografia computadorizada de feixe cônico (CBCT), ou seja, foi criado um gêmeo digital de cada paciente do estudo através da fusão de imagens faciais e de tomografia computadorizada para explicar as variações nas estruturas faciais de pacientes coreanas e também de caucasianas.
De acordo com Cho et al. (2021) reconstruíram um gêmeo digital 3D de cada paciente, cerca de 50 participaram do estudo para investigar a relação sagital dos incisivos centrais superiores com a testa, concluindo, portanto, que o uso do gêmeo digital é de grande valor clínico para o diagnóstico por fornecera avaliações antes e depois do tratamento ortodôntico e medições mais precisas dos perfis faciais para estabelecer correções e outros tratamentos mais adequado conforme a ‘posição sagital’ entre os incisivos centrais superiores e a testa de cada um.
Outra aplicação que já está sendo comercializada, é de uma startup, a Twin Health que “está conduzindo o primeiro ensaio clínico randomizado do mundo para reverter doenças metabólicas crônicas usando a tecnologia de gêmeos digitais. Dados de testes publicados no jornal Diabetes da American Diabetes Association mostram resultados inéditos”. (TWIN HEALTH, 2021)
A tecnologia conhecida como Whole Body Digital Twin™fornece orientação personalizada sobre nutrição, sono, atividade e respiração do usuário. Foi desenvolvida para ajudar a reverter e prevenir doenças metabólicas crônicas. Assim como melhorar a qualidade devida para os usuários prolongarem seus anos de vida.
De acordo com Mohammed (2021), a tecnologia usa uma simulação combinada com a rede neural recorrente do paciente, para fazer previsões que levam a recomendações sobre nutrição aos pacientes com diabetes.
A tecnologia foi criada utilizando grande volume de dados coletados por meio de sensores IoT em conjunto com a inteligência artificial.
Conforme o indivíduo é monitorado continuamente, a ferramenta vai aprendendo sobre o seu metabolismo, eles são submetidos a testes por suas redes neurais, e com isso, o modelo preditivo permite que profissionais de saúde e responsáveis treinam os gêmeos e assim consigam agir rapidamente, ajudando a reverter quadros críticos ou prevenir doenças metabólicas crônicas.
Mohammed, (2021) explica que através da tecnologia do Whole Body Digital Twin ™, “nossos primeiros resultados clínicos são muito bons”, disse.”estamos vendo os resultados iniciais de 90% das pessoas com diabetes revertendo o quadro” e “90% das pessoas pararam de tomar os medicamentos para diabetes”.Além disso, as pessoas que usam o regime reduziram 9 quilos de peso corporal em média, além disso, também observaram uma melhora na função hepática, com as enzimas hepáticas “ALT” mostrando uma melhora quantificável.
Os resultados de saúde são tão profundos que dezenas de médicos se inscreveram no serviço e reverteram suas próprias doenças metabólicas crônicas, comisso a Twin Health já está operando sua tecnologia na esfera comercial.
3.CONCLUSÕES
É nítido que a tecnologia impacta positivamente a vida das pessoas. E com a adoção do gêmeo digital na medicina,doenças que antes a cura era desconhecida, hoje já nos permite chegar cada vez mais perto delas.
Durante a última década e dado o conhecimento científico avançado de hoje e extensas capacidades de simulação ou com aplicações crescentes que vão desde jogos e assistência ao motorista até treinamento médico, a realidade de construir gêmeos digitais para modelar diferentes aspectos ou funções, como os sistemas biofísicos ou estruturas de proteínas do corpo humano, além de aperfeiçoar vários procedimentos,equipamentos, experimentos e diagnósticos médicos, permitindo que tratamento e acompanhamento de várias doenças possam ser avaliados com maior eficácia, esta começando a se tornar uma realidade.
Com o investimento dessa tecnologia voltada à análise de dados humana os benefícios são enorme se de grande contribuição cientifica. O futuro da medicina nos reserva grandes mudanças no que se diz respeito a descobertas de diagnósticos e combate a doenças e com a evolução dos gêmeos digitais temos um grande salto e muito trabalho para desenvolver.
Os gêmeos digitais estão sendo a chave para oferecer tratamentos e intervenções altamente personalizados e, graças aos seus principais recursos, como rastreamento digital de threads, teremos uma IA mais explicável para confiar.
Os bancos de gêmeos digitais humanos podem um dia se tornar essenciais para a correspondência de ensaios clínicos de grande sucesso,entre outros usos.
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