di
\n Ruggiero Corcella<\/p>\n
Dai cuori virtuali su larga scala ai \u00abgemelli\u00bb dei reparti ospedalieri, i digital twin stanno passando dai laboratori ai reparti, promettendo cure pi\u00f9 precise e ospedali pi\u00f9 efficienti. Restano per\u00f2 nodi di validazione, etica e regole<\/p>\n
Un cuore \u00abvirtuale\u00bb costruito su misura per ogni individuo:<\/b> \u00e8 questa la promettente prospettiva che emerge da uno studio internazionale pubblicato su Nature Cardiovascular Research<\/a>, in cui i ricercatori del King\u2019s College di Londra, dell\u2019Imperial College di Londra e dell\u2019Alan Turing Institute hanno sviluppato una popolazione di digital twin cardiaci, ovvero \u00abgemelli digitali\u00bb del cuore umano.<\/p>\n Si tratta di modelli matematici avanzati e personalizzati<\/b>, capaci di simulare con grande realismo il comportamento elettrico del muscolo cardiaco. L\u2019obiettivo? Comprendere meglio le sottili differenze nella fisiologia elettrica del cuore, da una persona all\u2019altra – anche tra individui sani – e anticipare eventuali vulnerabilit\u00e0 che potrebbero sfuggire agli esami standard come l\u2019elettrocardiogramma.
Nello studio si spiega come, utilizzando risonanze magnetiche ed elettrocardiogrammi della UK Biobank e da coorti cliniche, siano stati generati 3.461 \u00abgemelli cardiaci\u00bb pi\u00f9 359 modelli<\/b> da pazienti con cardiopatia ischemica, mostrando come et\u00e0 e obesit\u00e0 rimodellino le propriet\u00e0 elettriche del cuore.<\/p>\n Cos’\u00e8 un gemello digitale<\/p>\n Ma che cos\u2019\u00e8 esattamente un gemello digitale? \u00abUna replica digitale<\/b> di un oggetto che riproduce anche i cambiamenti che avvengono nell\u2019oggetto reale. Questo vuol dire acquisire continuamente dati dell\u2019entit\u00e0 che deve essere replicata e delle relazioni che questa ha con l\u2019ambiente circostante\u00bb, spiegano Alberto Tozzi e Diana Ferro nel libro \u00abGuida facile all\u2019intelligenza artificiale in medicina\u00bb (Il Pensiero Scientifico)<\/b>. Come e dove vengono utilizzati digital twin<\/p>\n I gemelli digitali vengono utilizzati per generare repliche o modelli digitali che rispecchiano diversi elementi dei dati sanitari<\/b>, tra cui l\u2019ambiente ospedaliero, le funzioni biologiche umane e i risultati di laboratorio. I \u00absosia in silico\u00bb stanno gi\u00e0 dimostrando la loro utilit\u00e0: aiutano a simulare l\u2019effetto di farmaci e a pianificare interventi,<\/b> riducendo tentativi e rischi. In Italia, tra gli altri, IRCCS Humanitas e Humanitas University di Milano, con il professor Matteo Della Porta, <\/b>stanno sviluppando gemelli digitali<\/a> per migliorare la comprensione e il trattamento dei tumori rari.\u00a0 \u00abOltre a cambiare la diagnosi e la cura, intelligenza artificiale e digital twin rivoluzioneranno presto anche il modo in cui concepiamo e conduciamo gli studi clinici <\/b>\u2014 sottolinea Massimiliano Gnecchi, <\/b>professore di Cardiologia presso l\u2019Universit\u00e0 di Pavia e direttore della Cardiologia Traslazionale dell\u2019IRCCS Policlinico San Matteo, dove da alcuni anni si sviluppano modelli computazionali e applicazioni di intelligenza artificiale per lo studio del cuore \u2014. L\u2019intelligenza artificiale ci aiuter\u00e0 a selezionare sottogruppi di pazienti con caratteristiche specifiche, basandosi su biomarcatori e parametri clinici, cos\u00ec da predire la risposta a una determinata terapia e ridurre il numero di pazienti che hanno una risposta nulla o scarsa. Rischi, bias e questioni etiche<\/p>\n Il fascino del \u00abclone\u00bb non deve far dimenticare i rischi: bias e scarsa rappresentativit\u00e0 dei dataset, opacit\u00e0 dei modelli<\/b>, consenso informato dinamico, tracciabilit\u00e0 delle versioni e responsabilit\u00e0 in caso di errore. L\u2019etica medica invita a un \u00abcontratto\u00bb chiaro tra pazienti, clinici e sviluppatori<\/b> e a verifiche prospettiche paragonabili a quelle dei dispositivi medici; una recente consensus su npj Digital Medicine<\/a> propone raccomandazioni per sicurezza e governance.\u00a0<\/p>\n Cosa ne pensano i pazienti<\/p>\n Ma qual \u00e8 l\u2019opinione dei pazienti? Un\u2019indicazione arriva da uno studio su 1.472 persone, che fa parte dello stesso studio pubblicato su npj Digital Medicine<\/a> da un gruppo di ricercatori dell\u2019Universit\u00e0 di Zurigo.\u00a0La maggioranza degli intervistati (61,5%) accoglierebbe con favore un proprio digital twin. E si tratta soprattutto di anziani e persone con esperienza nell\u2019uso di strumenti digitali.\u00a0 Le ragioni pi\u00f9 accettate per utilizzare un DT\u00a0sono direttamente correlate a potenziali benefici medici<\/b> come \u00abCoordinare efficacemente i trattamenti medici\u00bb (80,9%), \u00abPrevedere il decorso di una malattia e avviare contromisure\u00bb (76,4%) o \u00abRilevare precocemente i rischi per la salute\u00bb (76,2%); \u00abNon dipendere pi\u00f9 da un medico\u00bb (23,3%) riceve solo un basso livello di accettazione. Sebbene i potenziali benefici dei DT siano ampiamente riconosciuti, le preoccupazioni relative alla privacy e alla sicurezza dei dati rimangono diffuse.\u00a0<\/p>\n E i medici<\/p>\n
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Questa \u00abcopia\u00bb permette ai clinici di provare diagnosi e terapie in sicurezza, prima di applicarle sul paziente reale.<\/p>\n
Un gemello digitale pu\u00f2 replicare anche un reparto o un intero ospedale. \u00c8 un \u00abcrash test\u00bb organizzativo: si simulano accessi in Pronto Soccorso, occupazione dei letti, turni e percorsi chirurgici, cos\u00ec da correggere il tiro prima di cambiare davvero i processi. Su Frontiers in Digital Health<\/a> sono stati descritti benefici su efficienza e risultati. E in Europa il tema entra nei percorsi tempo-dipendenti:<\/b> nell\u2019ictus ad esempio si stanno usando gemelli digitali per la prevenzione, il trattamento e la riabilitazione.<\/p>\n
L\u2019Istituto Neurologico Besta partecipa a\u00a0\u00a0STRATIF-AI,<\/a> un progetto guidato da Gunnar Cedersund responsabile del Dipartimento di Ingegneria biomedica alla Link\u00f6ping University<\/b>, che utilizza\u00a0i \u00abgemelli digitali\u00bb per migliorare la prevenzione, il trattamento e la riabilitazione per i pazienti colpiti da ictus.<\/p>\n
I digital twin potranno in futuro sostituire del tutto o in parte le popolazioni di controllo<\/b>: grazie a simulazioni accurate potremo prevedere come si comporterebbe un paziente senza la terapia in esame, abbattendo cos\u00ec il numero di volontari da arruolare e i costi dei trial clinici. Guardando ancora pi\u00f9 avanti \u2014 conclude \u2014 potremmo arrivare, in un orizzonte a lungo termine, a integrare dati di intelligenza artificiale, digital twin e modelli computazionali per verificare l\u2019efficacia di un farmaco<\/b> in modo del tutto virtuale, riducendo al minimo i test sui pazienti reali. \u00c8 una prospettiva ambiziosa, che per\u00f2 apre scenari del tutto nuovi per la ricerca clinica del futuro\u00bb.<\/p>\n