Digital twins ajudam a tratar doenças cardíacas e metabólicas

Três iniciativas recentes, no Reino Unido, na França e na Índia, estão se dedicando a criar novas formas de aprimorar os tratamentos de doenças cardíacas e metabólicas.

No Reino Unido, uma equipe interdisciplinar de pesquisadores da universidade Imperial College London vai criar e testar modelos cardíacos usando a tecnologia de gêmeos digitais (digital twins) em um grupo de doentes crônicos. O objetivo é verificar se é possível aprimorar os processos de monitoração e, em última análise, os cuidados de saúde.

O projeto CVD-Net conta com investimentos de £ 8 milhões e incluirá o desenvolvimento de cópias virtuais precisas dos corações dos participantes a partir de prontuários médicos, exames hospitalares e informações de monitores vestíveis e implantados. Os dados também serão atualizados continuamente em tempo real.

A expectativa é que os corações gêmeos digitais permitam rastrear com mais precisão mudanças na progressão da doença de cada paciente e nas respostas ao tratamento, além de permitir realizar previsões personalizadas.

A equipe interdisciplinar de engenheiros, médicos e estatísticos computacionais trabalhará em conjunto para criar a infraestrutura digital necessária e também estará próxima dos pacientes para avaliar a usabilidade e a precisão da solução.

“Queremos usar a tecnologia de digital twins para prever melhor o quadro dos pacientes, a chance de desenvolverem algum problema de saúde ou se a medicação funcionará. Esperamos que isso nos permita ser mais receptivos e responsivos e assim tranquilizar os pacientes”, explica Steven Niederer, presidente de Engenharia Biomédica do Instituto Nacional de Coração e Pulmão do Imperial College London e codiretor de Digital Twins do Alan Turing Institute.

Os pesquisadores acreditam ser os primeiros a pesquisar e testar o uso da tecnologia de gêmeos digitais no sistema de saúde do Reino Unido (NHS) com um grupo real de pacientes e em uma escala razoável.

Todos os pacientes participantes do estudo têm hipertensão arterial pulmonar, doença cardiovascular potencialmente fatal que causa falta de ar grave, insuficiência cardíaca e hospitalização recorrente.

Na França

A startup francesa PrediSurge fundada em 2017 se especializou no uso de tecnologias de gêmeos digitais voltadas a intervenções como tratamento de doenças cardíacas vasculares e estruturais.

Tradicionalmente, as cirurgias cardiovasculares se baseiam em imagens de tomografias computadorizadas. Usando a plataforma PlanOpTM da PrediSurge, é possível usar imagens da fase pré-operatórias para criar modelos numéricos específicos do paciente que simulam o comportamento biomecânico de artérias e válvulas.

Esses gêmeos digitais dão aos médicos ferramentas aprimoradas para planejar e otimizar procedimentos cirúrgicos que permitem testar abordagens específicas em um ambiente virtual. Isso melhora a eficácia das intervenções e reduz os riscos de complicações.

Para o corpo inteiro

Na Índia, a Twin Health criou o serviço Whole Body Digital Twin para reverter, melhorar e prevenir quadros de doenças metabólicas crônicas. Um metabolismo disfuncional ocorre quando fatores como nutrição, padrão de sono, condicionamento físico e estresse alteram processos químicos vitais do organismo. Isso leva a efeitos negativos no sistema corporal que podem resultar em doenças metabólicas crônicas e danos aos órgãos.

O Whole Body Digital Twin produz um gêmeo digital de cada indivíduo, modelo dinâmico do metabolismo desenvolvido a partir de milhares de pontos de dados coletados diariamente por meio de sensores vestíveis, parâmetros de laboratório clínico e preferências relatadas pelo próprio paciente. O gêmeo digital também é alimentado por recursos de Inteligência Artificial.

“Um componente essencial da nossa tecnologia são as recomendações e lembretes personalizados e baseados em dados, entregues pelo aplicativo. Essa abordagem proativa incentiva o envolvimento dos pacientes dia a dia e a adesão aos planos de tratamento propostos”, afirma Paramesh Shamanna, diretor médico da Twin Health, em entrevista ao site Freethink.

Um ensaio clínico randomizado publicado pela Twin Health em setembro de 2023, realizado com gêmeos digitais de 232 pacientes com diabetes, relatou que ao final de um ano de tratamento cerca de 73% dos pacientes usuários da tecnologia da Twin Health estavam em remissão da diabetes tipo 2.

Mercado em ascensão

O mercado global de gêmeos digitais na área de saúde ultrapassou US$ 1,6 bilhão em 2023 e deve atingir US$ 38,4 bilhões até 2032, de acordo com um estudo publicado pela Towards Healthcare.

Em particular, tem-se visto uma importância crescente dos gêmeos digitais nos tratamentos cardiovasculares por ajudar a fornecer diagnósticos mais precisos em um universo de pacientes significativo. De acordo com relatório da Federação Mundial do Coração, as doenças cardiovasculares afetaram mais de 500 milhões de pessoas em todo o mundo, levando a 20,5 milhões de mortes em 2021.