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在工業(yè)4.0時(shí)代，數(shù)字孿生在突破性技術(shù)融合的推動(dòng)下，正在各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。醫(yī)療保健實(shí)驗(yàn)正在產(chǎn)生重要成果，塑造其在醫(yī)療保健領(lǐng)域不同維度的應(yīng)用。
用于患者管理的數(shù)字孿生：
通過整合個(gè)人的虛擬副本，數(shù)字孿生可用于預(yù)防性醫(yī)療保健。這被稱為人類數(shù)字孿生，融合了遺傳、生活方式和環(huán)境因素等因素。其范圍從代表整個(gè)人體到特定的器官。這些數(shù)據(jù)是從可穿戴傳感器、生活方式信息和臨床機(jī)構(gòu)收集的。人類數(shù)字孿生還允許創(chuàng)建大量患者的數(shù)字復(fù)制品，從而能夠測(cè)試不同的藥物，以確定對(duì)每位患者最有效的治療方法。
示例：像“SIMULIA活體心臟”項(xiàng)目這樣的項(xiàng)目使用數(shù)字孿生技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)模擬來觀察人體與藥物的相互作用，使醫(yī)生能夠探索心臟的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，并檢測(cè)與缺血性心臟病(IHD)等疾病相關(guān)的事件。
制藥行業(yè)的數(shù)字孿生：
隨著工業(yè)4.0的出現(xiàn)，制藥行業(yè)正在經(jīng)歷范式轉(zhuǎn)變，參與被稱為制藥4.0的數(shù)字化運(yùn)動(dòng)。在醫(yī)藥產(chǎn)品開發(fā)周期中，數(shù)字孿生可以為智能制造做出貢獻(xiàn)。數(shù)字孿生可以幫助選擇最優(yōu)化、最有效的生產(chǎn)路徑、實(shí)時(shí)過程控制以及生物制造，減少物理實(shí)驗(yàn)時(shí)間和成本，提高生產(chǎn)力，并提高產(chǎn)品質(zhì)量。
分子與生物網(wǎng)絡(luò)之間復(fù)雜的動(dòng)態(tài)關(guān)系使得藥物開發(fā)過程耗時(shí)長(zhǎng)，成功率低?？梢酝ㄟ^將數(shù)字孿生集成到藥物發(fā)現(xiàn)過程、生物標(biāo)志物識(shí)別和臨床試驗(yàn)優(yōu)化來探索自上而下的方法。
示例：基因組和細(xì)胞生物過程的建模，得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)等資助組織的積極支持；美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)發(fā)起了諸如生物香料等備受矚目的項(xiàng)目。
公共衛(wèi)生管理中的數(shù)字孿生：
數(shù)字孿生在分析大眾健康方面非常有幫助。它有助于促進(jìn)人口福祉，并在突發(fā)疫情方面，管理病毒性疾病，如COVID-19等。
示例：Mater私立醫(yī)院放射科的3D動(dòng)畫，由Siemens Healthineers制作，用于在患者需求增加、等待時(shí)間增加的情況下改善醫(yī)院流程。
數(shù)字孿生在內(nèi)科和外科醫(yī)生的培訓(xùn)和實(shí)踐:
數(shù)字孿生技術(shù)可用于模擬侵入性臨床程序，在選擇治療之前預(yù)測(cè)結(jié)果，提高干預(yù)成功率并降低患者風(fēng)險(xiǎn)。
示例：Dassault系統(tǒng)創(chuàng)建了計(jì)算機(jī)建模的數(shù)字孿生，通過3D建模和流動(dòng)模擬顯示設(shè)計(jì)的手鐲的位置。其幫助波士頓兒童醫(yī)院心臟外科治療一名18歲右心房擴(kuò)大的患者。
