Dans le domaine de la santé, le concept de jumeau numérique se déploie progressivement, notamment au niveau des stratégies de recherche et développement. découverte de cette nouvelle approche technologique.
Avant tout chose il convient d’apporter une définition du jumeau numérique ou digital twin, concept forgé au début des années 2000 par le Docteur Michael Grieves, enseignant à l’Université du Michigan. Dans le monde industriel le jumeau numérique constitue la modélisation numérique d’un système réel. Véritable réplique virtuelle d’un objet physique ou d’un processus, il permet de reproduire des fonctionnalités similaires et de simuler fonctionnement et performance dans un cadre réel. Cette technologie est une des bases du modèle de l’industrie 4.0.
Le potentiel champs d’application du jumeau numérique dans le domaine de la santé est très vaste, du diagnostic au thérapeutique. A ce jour, le déploiement du jumeau numérique s’effectue principalement au niveau de la recherche et du monde hospitalier.
Une utilisation croissante en milieu hospitalier
Dans le monde hospitalier, on observe un usage croissant des jumeaux numériques. Appelée parfois jumeau médical, cette technologie est utilisée dans le cadre de la formation ou de la préparation d’interventions chirurgicales complexes. Cela permet notamment d’adapter l’intervention en fonction de chaque patient.
On peut citer comme exemple Visible Patient, un dispositif qui permet aux médecins d’avoir sous les yeux le clone médical en 3D du patient, avant l’opération. A partir de scanners ou d’IRM, la société modélise en 3D les organes du malade à opérer et en reconstitue chaque structure anatomique ou pathologique. Grâce à un logiciel de simulation préopératoire, le praticien peut prévoir et visualiser l’acte chirurgical adapté à son anatomie, évitant ainsi des erreurs thérapeutiques. Le dispositif fondé à l’Institut de recherche contre les cancers de l’appareil digestif (Ircad) de Strasbourg, est actuellement présent dans 24 hôpitaux et plus de 3.000 patients ont déjà bénéficié de ce système.
(source : Visible Patient, publiée le 03.11.2016 )
Le jumeau médical est également utilisé dans le cadre de la biomécanique qui permet de développer des prothèses personnalisées en fonction des caractéristiques de chaque patient. C’est ce que propose AnatoScope avec des avatars personnalisés utilisés pour visualiser, quantifier les mouvements, et produire des orthèses en impression 3D. Ces avatars anatomiques sont construits à partir d’un avatar 3D combiné avec les images médicales du patient (IRM, radiologies, scanner…).
Une révolution pour la R&D
Au niveau de la recherche, le jumeau numérique apparaît comme une révolution et une réelle opportunité d’optimiser les cycles de développement de traitement.
Il apporte une vraie réponse aux différentes problématiques de la R&D, notamment au sein de l’industrie pharmaceutique, en permettant notamment :
- une accélération du développement des traitements
- une diminution des coûts de recherche
- une réduction des essais sur l’homme et sur l’animal
L’utilisation de cette technologie pour tester les molécules et leurs effets sur le corps humains, permet d’accélérer les phases de développement des traitements en réduisant notamment les phases de test et d’optimiser l’efficacité des traitements. Elle favorise la simulation de certains organes (cœur, foie, poumon…) dans un état sain ou pathologique pour anticiper les actions des molécules développés.
Les essais cliniques sont impactés par cette nouvelle approche. On parle alors du passage d’essais in vivo à des essais in silico (en référence au silicium des ordinateurs). Le jumeau numérique constitue une solution pour amoindrir les risques des essais cliniques en éliminant d’office les scenarii trop dangereux.
À titre d’exemple, la société Nova Discovery propose notamment une solution basée sur des modèles mathématiques pour réaliser des essais cliniques in silico et tester de nouvelles molécules sur jumeaux numériques.
(source : Novadiscovery, publiée le 20.10.2016)
Dans le cadre de certaines pathologies, notamment les maladies rares, où le recrutement de patients est difficile, le jumeau numérique apparaît comme une alternative ouvrant un nouveau champ des possibles.
En combinant les données de patients, l’intelligence artificielle et la génomique, le jumeau numérique favorise également le déploiement d’une médecine plus prédictive.
Évidemment, cette technologie et l’utilisation massive de données soulèvent des questions éthiques similaires au déploiement de l’intelligence artificielle ou du big data, à savoir la confidentialité, l’anonymisation des données ou le consentement éclairé du patient. Il reste donc un cadre éthique à définir pour favoriser le déploiement de ces jumeaux numériques.
Les jumeaux numériques appliqués au domaine de la santé sont donc prometteurs notamment au niveau de la simulation (interventions chirurgicales, interactions médicamenteuses…) ou de la recherche avec l’optimisation des phases de développement des traitements. Une évolution à suivre…
Rémy Teston
Expert
Buzz E-santé
