白丝 porn 打造你的数字分身：精确医疗背后的玄妙兵器
健康的腹黑以每分钟 60 到 100 次的结识频率最初，但是，并非每个东说念主的腹黑都能如斯法则地运作。当我大开一个装有约 20 个塑料腹黑的纸箱时白丝 porn，这一事实再次让我深有慨叹——这些塑料腹黑是从真东说念主腹黑的数据中精确复制而来。
这些模子正本罗列在伦敦西部的一间实验室里，由哈默史小姐病院腹黑病患者的 MRI 和 CT 扫描数据生成。阿兰·图灵揣度所和伦敦帝国理工学院的生物医学工程师 Steven Niederer 垄断办公室的 3D 打印机将这些数据转念为什物腹黑。
其中一个腹黑用红色再生塑料打印，乍看之下正合适咱们对腹黑的传统融会。它大小适中，刚好能合手在手中，其里面结构与教科书中的暗示图险些都备一致。或者正因为它是红色的，让东说念主感到格外老练。
但是，并非所有模子都如斯“平常”。其中一个用玄色塑料打印的腹黑显得特殊雄伟，险些是红色模子的两倍大。自后我了解到，这颗腹黑的原型来自一位心力阑珊患者。
这些塑料腹黑的主要用途是陶冶，但 Niederer 的有趣更纠合于盘算机模拟。他奋发于打造精确的东说念主类腹黑数字模子——这些“数字孪生体”与真实腹黑的大小、阵势都备一致，致使在诬捏环境中以雷同的神情运作。科学家不错对这些诬捏腹黑进行“手术”，为患者量身定制最好调整有筹划。
经过数十年的揣度，访佛的模子已经进入临床磨练阶段，并运行应用于患者照顾。与此同期，科学家们还在迷惑其他器官的“数字孪生体”，包括大脑、肠说念、肝脏以及神经系统。致使连东说念主脸的诬捏模子也被用于手术模拟和面部特征分析。此外，科学家们还在数字癌症模子上测试药物。
这项本领的终极指标是创建完好的数字东说念主体——一种都备诬捏化的躯壳副本。这些数字东说念主体不仅不错匡助揣度东说念主员评估个体患病风险，还能测试最有用的调整有筹划。它们像是咱们的“数字化身”，在真实调整之前进行诬捏实验，从而为医疗决策提供可靠依据。
对像 Niederer 这么的工程师来说，这是一个既令东说念主快活又垂手而得的将来。已有几项试点揣度告捷开展，更大范围的临床磨练正在进行中。业内瞻望，将来五到十年内，基于器官的数字孪生本领将成为临床照顾的一部分，为会诊和手术决策提供枢纽维持。更远的将来，东说念主类致使不错借助诬捏躯壳进行全面的临床磨练。
不外，这项本领的快速发展也激勉了一些担忧。一些东说念主质疑，高度个性化的数据应由谁掌合手，以及可能面对的糜掷风险；另一些东说念主追忆，诬捏记载的存在是否会影响患者的自主权，医师是否会更倾向于依赖模子而绕过患者的意见。此外，试图在盘算机中“复制东说念主类”的主见也让部分东说念主感到不安。揣度数字孪生本领的 Wahbi El-Bouri 透露：“有些东说念主可能会说，‘我不但愿你复制我。’因为他们会以为我方的一部分被夺走了。”
数字孪生本领在其他工程规模已经格外锻真金不怕火，举例，它早已用于模拟机械成就和基础设施。尽管比年来“数字孪生”这一术语可能更多四肢营销热词出现，但对于专注于医疗健康规模的东说念主来说，它却有着格外具体的意旨。
利物浦大学的生物医学工程师 Wahbi El-Bouri 将数字孪生本领分为三个孤独的部分：
第一部分是被模拟的对象。这个对象不错是喷气发动机、桥梁，或者是东说念主的腹黑——实践上，它是咱们但愿测试或揣度的具体事物。
第二部分是该对象的数字复成品。数字副本是通过对真什物体进行大量测量后创建的，这些测量数据被输入盘算机。以腹黑为例，数字模子可能包含血压数据，以及通过 MRI 和 CT 扫描汇集的信息。
第三部分是输入模子的新数据。果真的数字孪生体能够实时更新。这意味着，若是它是某东说念主腹黑的模子，那么不错通过可一稔成就汇集的信息无间更新，使模子恒久反应该腹黑的最新状态。
测量飞机和桥梁的数据是一趟事，而从东说念主体获取连气儿的数据流则要困肃穆多，尤其是当你需要获取腹黑或大脑里面功能的防卫信息时。
信息传递在数字孪生本领中应当是双向的。就像传感器不错从东说念主体腹黑中汇集数据一样，盘算机也能够基于这些数据进行模拟，瞻望潜在收尾，并将这些信息反馈给患者或医疗提供者。举例，医疗团队可能需要瞻望某东说念主对药物的反应，或者在引申真实手术之前，通过数字模子测试不同的手术有筹划。
按照这一界说，险些任何能够跟踪健康景况的智能成就都不错被视为一种低级阵势的数字孪生本领。“不错说，Apple Watch 以一种不那么复杂的神情欢叫了数字孪生的基本界说。”Steven Niederer 透露，“它不错告诉你是否有心房颠簸。”
但是，像 Niederer 这么的揣度东说念主员正在迷惑的数字孪生本领远比这些智能成就复杂得多，况且愈加缜密。它不仅不错提供个体化疾病风险的领导，还能匡助细目最有用的药物，致使为手术经过提供精确的操作建议。
但要都备完满这一指标，咫尺仍有很多本领阻扰需要克服。Niederer 指出，测量飞机和桥梁是一趟事，而从东说念主体获取连气儿的数据流则要复杂得多，尤其是当触及到获取腹黑或大脑里面的防卫功能数据时。咫尺，工程师主要依赖病院和科研模样中之前汇集的数据来创建“患者特定模子”。这些模子庸俗是静态的，并不具备实时更新的本事。
在现存的医疗数字孪生本领中，针对东说念主类腹黑的模子是发展最为先进的。这部分是因为腹黑在功能上访佛于泵——这种机械成就工程师们早已格外老练；另一方面，腹黑病是全球范围内健康问题和圆寂的主要原因之一，因而腹黑模子具有极高的揣度价值。El-Bouri 指出，跟着成像本领和盘算机处理本事的无间进步，揣度东说念主员当今不错以临床需求的精确度来模拟腹黑这一复杂器官。
构建数字腹黑的第一步是对真实腹黑进行成像。尽管不同揣度团队的步履可能有所不同，但庸俗会从对患者腹黑进行 MRI 和 CT 扫描起初。这些扫描图像被输入到盘算机软件中，用来生成一个 3D 动态模子。有些扫描还能标识出受损的组织区域，这些区域可能会影响限定腹黑肌肉恣意的电脉冲在腹黑内的传播旅途。
接下来的形态是将这个 3D 模子领悟成极小的单位。工程师们将这种领悟后的结构称为“盘算网格”（computational mesh）。它看起来像一个由千千万万个 3D 小块构成的腹黑图像。每个小块代表一小组细胞，并不错左证其传导电脉冲的本事赋予特定的数学属性。“一切都归结为数学方程。”约翰霍普金斯大学生物医学工程表现 Natalia Trayanova 解释说念。
咫尺，这些属性的细目仍然触及一定进度的近似。工程师庸俗依据现存的对于东说念主类腹黑的揣度或与患者疾病相关的揣度数据，推断出腹黑各部分的使命状态。最终，这些推断生成了一个能够最初和泵血的诬捏腹黑模子。“当咱们领有这个模子时，你不错对它进行万般磨练，望望在不悯恻况下会发生什么。”约翰霍普金斯大学的 Natalia Trayanova 说说念。
她迷惑的数字孪生本领已经被用于匡助患有心房颠簸（AF）的患者。心房颠簸是一种常见的疾病，会导致心跳过快或不章程。一种调整步履是烧除引起节奏混乱的腹黑组织部分。庸俗情况下，这需要外科医师左证教养判断具体需要烧除的区域。
在 Trayanova 的使命中，这些“磨练”旨在匡助外科医师作出更精确的决策。腹黑扫描不错标识出一些受损或疤痕组织的区域，而她的团队垄断这些数据创建数字孪生模子，以更准确地定位节奏混乱的根源。模子庸俗会建议烧除两到三个区域，但在一丝数情况下，它可能会表示更多区域。“他们只果真服咱们。”Trayanova 说说念。限定咫尺，已有 59 名患者参与了这项本领的磨练，将来还筹划扩大粉饰范围。
在访佛的案例中，模子并不总需要实时更新。Trayanova 指出，举例，一位腹黑外科医师可能只需要运行模拟来细目成就植入的最好位置。“一朝手术完成，可能就不再需要额外的数据维持。”她补充说念。
在伦敦哈默史小姐病院校园的实验室里，Steven Niederer 也在奋发于构建诬捏腹黑模子。他的揣度要点是探索这些模子是否能够匡助确宽腹黑起搏器的最好植入位置。他的步履与 Natalia Trayanova 的揣度访佛，但他的模子还整合了患者的心电图（ECG）数据，这些数据能够揭示电脉冲若何通过腹黑组织传播。
到咫尺为止，Niederer 和他的团队已发表了一项针对 10 名患者的磨练揣度，评估了腹黑模子的效果。不外，这些模子尚未肃穆用于手术决策。尽管如斯，他已经收到成就制造商的苦求，但愿垄断这些模子进行诬捏产物测试。举例，有几家公司条件他匡助聘用顺应电板驱动起搏器摒弃的位置，以确保成就不会搏斗腹黑组织。Niederer 和他的团队不仅能够通过诬捏测试完成这些任务，还不错针对不同大小的腹黑进行模拟测试。他们能够在数百种诬捏腹黑中，评估成就在上百个潜在位置的发扬，况且不错在一周内完成通盘经过。
欧美成人在线播放这种在盘算机上运行的临床磨练被称为“in silico trials”。在某些情况下，不仅磨练自己是数字化的，致使参与的志愿者亦然诬捏的。
Wahbi El-Bouri 和他的团队正在探索为临床磨练创建“合成”参与者的步履。他们从真实东说念主群中汇集数据，基于这些数据构建全新的数字器官，这些诬捏器官搀和了真实志愿者的万般特征。
这类“in silico trials”尤其在揣度妊妇调整有筹划方面展现了后劲，因为妊妇庸俗被摒除在很多传统临床磨练之外。
Wahbi El-Bouri 的揣度之一聚焦于中风，这是一种由于血栓或出血激勉的医学艰苦情况，会导致部分脑区的血流受阻。在揣度中，他的团队会模拟大脑高出供血的血管聚集。“咱们不错基于患者数据，生成很多不同阵势和大小的大脑模子。”El-Bouri 解释说念。一朝生成了一组合成的患者大脑模子，就不错测试血栓若何影响血液或氧气的流动，以及大脑组织的哪些区域会受到影响。他们还不错测试某些药物的效果，或模拟通过支架移除血栓后的情况。
在另一个模样中，El-Bouri 正在创建合成视网膜。他的团队垄断约 100 名真实东说念主的视网膜扫描数据，松驰生成 200 个或更多的合成眼球模子。“成竹于胸。”他说。要道在于找出血管散播的数学法则，并通过一组算法重现这一法则。他但愿将这些合成视网膜用于药物磨练，举例揣度调整年事相关性黄斑变性（这种常见疾病可能导致失明）的最好剂量。
这种“in silico trials”在匡助细目孕期调整有筹划方面尤为枢纽。由于实验性调整可能对胎儿酿成潜在风险，妊妇这一群体庸俗被摒除在很多临床磨练之外。Michelle Oyen 是底特律韦恩州立大学的别称生物医学工程表现，她正奋发于孕期数字孪生模子的揣度。
创建孕期数字孪生模子面对很多挑战，首要问题是数据获取的困难。孕珠时刻，庸俗建议妊妇幸免非必要的扫描或侵入性检查。“咱们能获取的数据格外有限。”Oyen 说说念。不外，她的团队垄断了超声影像数据，其中包括一种能够测量血流的超声本领。通过这些图像，他们不错不雅察子宫和胎盘中的血流若何与胎儿的孕育发育相关联。
咫尺，Oyen 和她的团队并莫得创建胎儿自己的模子，而是专注于胎儿的生计环境，包括胎盘和子宫。胎盘是维持胎儿孕育发育的要道器官，若是胎盘功能退化，可能导致悲催性的死胎收尾。她正在揣度如安在孕期实时监测胎盘功能。这些数据不错反馈到数字孪生模子中，从而匡助医师实时阻挠以拯救胎儿的生命。“我认为这将是孕期揣度的一个紧要谋害。”她说说念，“因为它为孕期揣度提供了一种低风险的神情，不会对胎儿或母体酿成影响。”
另一个模样中，Oyen 的团队正在揣度剖腹产留住的疤痕若何影响将来妊娠。剖腹产会在腹部和子宫的多层组织上留住切口，若是疤痕愈合不良，就可能成为子宫的薄缺欠，从而影响后续孕珠的安全性。通过在数字孪生模子中模拟这些疤痕，团队但愿瞻望将来妊娠的可能风险，并判断是否需要额外的专科照顾。
Oyen 的耐久指标是创建一个完好的孕期诬捏模子，包括子宫、胎儿高出生计环境。“但咱们离这一指标还很远方——比起心血管规模的揣度，咱们逾期了几十年，”她说说念。“这即是孕期揣度的近况，”她回首说念，“咱们老是逾期几十年。”
创建诬捏的躯壳部位是数字孪生本领的枢纽开赴点，但东说念主类的躯壳是一个复杂的举座，各个器官和系统之间密切关联。因此，这项本领的宏伟指标是复制完好的东说念主体。“从永恒来看，领有一个完好的数字东说念主体将口角常理念念的指标。”Wahbi El-Bouri 说说念。
这个指标可能比东说念主们念念象的更接近完满。很多揣度团队已经在孤独迷惑腹黑、大脑、肺、肾脏、肝脏、肌肉骨骼系统、血管、免疫系统、眼睛、耳朵等器官的数字模子。“若是咱们能将全球所有从事数字孪生揣度的团队汇集在沿途，我信服咱们不错对付出一个完好的数字东说念主体。”El-Bouri 透露，并补充说念：“致使可能有东说念主已经在揣度舌头的模子。”
但是，果真的挑战在于若何整合这些分离的揣度恶果，因为各团队使用的揣度步履和编写的代码通常不同。“所有的组件其实已经存在。”他说，“问题是若何将它们组合在沿途。”
表面上，这么的全身数字孪生模子不错透澈纠正医疗保健。Natalia Trayanova 设念念了一个将来，数字孪生将四肢个东说念主医疗记载的一部分，医师不错借助它量身定制调整有筹划，从而大幅栽种医疗决策的精确性和遵守。
“从本领上讲，若是有东说念主真的参预充足的元气心灵，通过器官扫描和数字孪生模子，确乎有可能对付出一个东说念主的身份。”
Wahbi El-Bouri 透露，对于数字孪生这一主见，东说念主们的反应存在明显不对。有些东说念主认为这一本领“格外令东说念主快活且很酷”，但也有东说念主激烈反对在盘算机上保存我方的诬捏副本，“他们都备不念念参与其中。”他认为，揣度东说念主员需要愈加积极地与公众交流，了解东说念主们对这项本领的真实看法和牵记。
此外，还相关于患者自主权的担忧。若是医师能够成功造访患者的数字孪生，并依赖其领导医疗决策，那么患者自身的意见在这还是过中可能会被弱化。一些迷惑数字孪生本领的揣度东说念主员指出，这些模子致使可能表示患者是否依期服药或近期饮食景况。这是否会导致医师更倾向于依赖数字孪生，而不是患者的自述？
“医师不应该绕过患者而只是‘商议机器’，”德国波恩大学的社会伦理学家 Matthias Braun 指出，“这可能阑珊知情答允，滋扰患者自主权，致使带来伤害。”他强调，即使是患有雷同疾病的两位患者，他们的生活资历和需求也可英雄大不同，不成肤浅地用数字模子来取代东说念主与东说念主之间的疏导和连接。
但是，在一些情况下，比如患者昏厥时，临床医师庸俗需要找到一个代理东说念主代为作出调整决策。Braun 冷漠，一个基于患者医疗数据和数字举止考验出的数字心计孪生，可能比不了解患者偏好的支属更适和谐为决策代理。
若是数字孪生在患者照顾中激勉伦理问题，那么在“in silico trials”中也可能面对访佛争议。南非开普敦大学的伦理学家 Jantina de Vries 提到，用于创建数字孪生和合成“准患者”的数据庸俗开首于能够罗致扫描和监控的东说念主群，而那些生活在非洲大陆等资源匮乏地区的东说念主，通常无法参与其中。“数据稀缺成功导致这些本领无法针对万般化的东说念主群进行优化，”她解释说念。
为了惩办这一问题，De Vries 主义数据应该四肢一种人人资源，确保更多东说念主能够受益于数字孪生本领。她建议，所出奇据都应被匿名化，并存储在全球揣度东说念主员不错造访的大派系据库中。
Natalia Trayanova 强调，在她的揣度中，参与者需要明确授权她造访他们的数据及身份信息。“我知说念对于他们的一切。”她说。
Steven Niederer 则指出，他的揣度团队所获取的数据是经过匿名化处理的。参与者需答允数据的使用范围，比如揣度团队不错造访匿名化数据，而临床医师则不错检察全部医疗数据。他补充说念，就怕团队会苦求参与者允许将都备匿名化的数据上传到大派系据库，但公司仅限于使用这些匿名数据。他保证，“咱们不会与揣度或医疗团队之外的任何东说念主分享数据。”
El-Bouri 认为，分享健康数据的患者应当获取某种赔偿，举例优先使用某些药物或医疗成就。他也承认，“都备完满数据匿名化并抵制易，尤其是当这些数据触及扫描图像和器官孪生模子时。”他坦率地说，“从本领上讲，若是有东说念主参预充足的元气心灵，通过这些数据和模子确乎可能再行对付出一个东说念主的身份。”
当我看到那些匿名的塑料腹黑时，它们舒坦地堆放在一个纸箱里，似乎已经都备脱离了它们所代表的真实生命。但是，数字孪生却不同。它们是动态的、活生生的数字再现。
“东说念主们常常认为，这只是个模拟辛劳。”El-Bouri 说说念，“但它其实是一个个体的数字化呈现。”
https://www.technologyreview.com/2024/12/19/1108447/digital-twins-human-organs-medical-treatment-drug-trials/