Ce message est apparu à l’origine sur le Blog de LF Santé Publique. L’auteur, Jim St.Clairest le directeur exécutif. Avec le Consortium des jumeaux numériquesles centres médicaux universitaires et d’autres projets LF, Linux Foundation Public Health aborde les logiciels ouverts pour la modélisation de nouvelle génération

Parmi les nombreux défis de notre paysage mondial de prestation de soins de santé, la santé numérique joue un rôle de plus en plus important presque quotidiennement, des dispositifs médicaux personnels aux appareils portables, en passant par les nouvelles technologies cliniques et les échanges de données. Au-delà des soins directs aux patients, la santé numérique s’applique également aux diagnostics, à l’efficacité des médicaments et à l’administration des traitements. Ces cas d’utilisation sont stimulés par la croissance rapide de la modélisation des données, de l’intelligence artificielle (IA)/de l’apprentissage automatique (ML) et de la visualisation des données. Compte tenu de la numérisation rapide de la prestation des soins de santé, la technologie émergente des jumeaux numériques est considérée comme le prochain système qui fera progresser les efforts dans les découvertes médicales et améliorera les résultats cliniques et de santé publique.

Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ?

En termes simples, un jumeau numérique est une réplique numérique ou « jumeau » d’un objet physique, d’un processus ou d’un service. Il s’agit d’un modèle virtuel (une compilation de données et d’algorithmes) capable de coupler dynamiquement les mondes physique et numérique. L’objectif ultime des jumeaux numériques, comme dans la fabrication, est de modéliser, tester et optimiser de manière itérative un objet physique dans l’espace virtuel jusqu’à ce que ce modèle réponde aux performances attendues, auquel cas il est alors prêt à être construit ou amélioré (si déjà construit) dans le monde physique. Pour créer un appariement entre le monde numérique et le monde réel, un jumeau numérique exploite des données en temps réel, telles que la technologie des capteurs intelligents, couplée à des analyses et souvent à l’intelligence artificielle (IA) afin de détecter et de prévenir les défaillances du système, d’améliorer les performances du système , et explorer des usages innovants ou des modèles fonctionnels.

Comme mentionné, les développements dans les technologies de capteurs intelligents et les réseaux sans fil ont fait avancer les applications de l’Internet des objets (IoT) et ont contribué aux applications pratiques de la technologie des jumeaux numériques. Grâce à l’IdO, au cloud computing et à l’analyse en temps réel, des jumeaux numériques peuvent désormais être créés pour collecter beaucoup plus de données du monde réel et en temps réel à partir d’un large éventail de sources, et ainsi établir et maintenir des simulations plus complètes d’entités physiques, leur fonctionnalité et les changements qu’ils subissent au fil du temps.

Jumeaux numériques dans le domaine de la santé

Bien que l’application des jumeaux numériques dans les soins de santé soit encore très récente, il existe trois catégories générales d’utilisation : les jumeaux numériques d’un patient/d’une personne ou d’un système corporel ; jumeaux numériques d’un organe ou d’une unité plus petite ; et les jumeaux numériques d’une organisation.

Les jumeaux numériques peuvent simuler l’ensemble du corps humain, ainsi qu’un système corporel ou une fonction corporelle particulière (par exemple, le système digestif). Un exemple de ce type de jumeau numérique à la taille d’un patient est celui de l’Université de Miami MLBox système, conçu pour mesurer les « données biologiques, cliniques, comportementales et environnementales » d’un patient afin de concevoir des traitements personnalisés pour les troubles du sommeil.

Les jumeaux numériques peuvent également simuler un organe du corps, une partie d’un organe ou d’un système, comme le cœur, et peut même modéliser des fonctions subcellulaires (organite/sous-organite) ou des fonctions au niveau moléculaire d’intérêt au sein d’une cellule. Le projet Living Heart de Dassault Systèmes est un exemple de ce type de jumeau numérique, conçu pour simuler la réaction du cœur humain à l’implantation d’appareils cardiovasculaires.

De plus, les établissements de santé (par exemple, un hôpital) peuvent avoir leurs jumeaux numériques correspondants, tels que Hôpital général de Singapour. Ce type de simulation peut être utile pour déterminer les risques environnementaux au sein des établissements, tels que les risques de transmission de maladies infectieuses.

Le « cœur » des jumeaux numériques de la santé est l’open source – et le LF

Alors que les jumeaux numériques représentent un nouveau modèle numérique complexe et sophistiqué, les éléments constitutifs de cette technologie, comme toutes les autres fondations logicielles, sont mieux soutenus par un modèle de développement et de gouvernance open source. La Fondation Linux soutient le lien du développement open source qui sous-tend la technologie des jumeaux numériques :

Linux Foundation Public Health (LFPH) se consacre à faire progresser le développement de logiciels open source pour les applications de santé numérique à travers le monde. En collaboration avec ses membres, le LFPH développe des projets qui traitent de l’infrastructure des données de santé publique, améliorent l’équité en santé, font progresser la cybersécurité et renforcent la collaboration multipartite pour l’engagement des patients et l’échange d’informations sur la santé.
La LF AI et Fondation de données travaille à construire et à soutenir une communauté ouverte d’intelligence artificielle (IA) et de données, et à stimuler l’innovation open source dans les domaines de l’IA et des données en permettant la collaboration et la création de nouvelles opportunités pour tous les membres de la communauté.
Bord LF vise à établir un cadre ouvert et interopérable pour l’informatique de pointe indépendamment du matériel, du silicium, du cloud ou du système d’exploitation. En réunissant les leaders de l’industrie, LF Edge créera un cadre commun pour les normes matérielles et logicielles et les meilleures pratiques essentielles au maintien des générations actuelles et futures d’appareils IoT et de périphérie.
La Fondation Open 3D comprend de nombreux collaborateurs travaillant à la création d’un moteur 3D open source, complet, haute fidélité et en temps réel pour la création de jeux et de simulations, tels que des jumeaux numériques, accessible à tous les secteurs. « La Fondation Open 3D, avec ses partenaires et sa communauté, contribue à faire progresser la technologie du jumeau numérique 3D en prouvant une implémentation open source complètement dynamique sans qu’il soit nécessaire de précharger le média. » a déclaré le directeur général Royal O’Brien, « Cela peut garantir la plus petite empreinte personnalisable possible pour n’importe quelle plate-forme d’appareil afin de répondre à tous les besoins de l’industrie. »

En outre, LFPH a établi une adhésion conjointe avec le Consortium des jumeaux numériques, axé sur la santé et les sciences de la vie. « L’intelligence artificielle (IA), l’informatique de pointe et les jumeaux numériques représentent la prochaine génération de transformation des données et d’engagement des patients », a déclaré Jim St. Clair, directeur exécutif, « Le développement d’une relation de collaboration avec le Digital Twin Consortium fera grandement progresser les efforts conjoints de développement de modèles et prise en charge de composants open source pour faire progresser l’adoption dans le secteur de la santé grâce à une collaboration multipartite. LFPH se réjouit de soutenir, d’innover et de faire avancer une vision open source dans le domaine critique et en pleine croissance des jumeaux numériques pour les soins de santé.