Digitaaliset kaksoset syövän yksilöidyssä mallintamisessa
724.92 KB
avoin
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Lataukset4
Pysyvä osoite
Verkkojulkaisu
DOI
Tiivistelmä
Digitaalisella kaksosella tarkoitetaan järjestelmää, joka kytkee yhteen fyysisen kappaleen ja sen virtuaalisesti luodun vastinparin. Alun perin termi luotiin insinööritieteiden tarpeisiin peilaamaan tarkasteltavaa kohdetta ja ennustamaan siinä tapahtuvia reaaliaikaisia muutoksia, mutta konseptilla on nähty laajoja sovellusmahdollisuuksia myös lääketieteessä. Peilaamalla potilasta virtuaalisesti olisi mahdollista seurata tämän voinnin ja sairauksien kehittymistä sekä reagoida muutoksiin yksilöllistetyillä hoitopäätöksillä.
Syövän hoitotaakka kasvaa globaalisti. Sairauden patogeneesi on monimutkainen, ja kehittyvien tutkimusmenetelmien kuten omiikka- ja kuvantamisteknologioiden myötä datan määrä, joka pystytään mittaamaan potilaasta, on kasvanut. Digitaalista kaksosta on ehdotettu keinoksi hallitsemaan ja hyödyntämään tätä lisääntynyttä datamäärää yksilöllisen syöpähoidon suunnittelussa. Kaksosella voisi ennustaa taudin etenemistä, vastetta eri hoitovaihtoehtoihin ja mahdollisten haittavaikutusten ilmenemistä.
Digitaaliset syöpäkaksoset koostuvat valituista mallinnettavista syövän ominaisuuksista, virtuaalisesta laskentamallista sekä näiden välisestä yhteydestä. Tutkielmassa tarkastellaan sekä kuvantamis- että molekulaarisen profiilin dataa hyödyntäviä sovellutuksia ja eritellään ne laskentamalliensa mukaan joko mekanistisiin tai koneoppimisperusteisiin. Digitaalisissa syöpäkaksosissa fyysisen ja virtuaalisen todellisuuden välinen yhteys syntyy päivittämällä laskentamalli uusilla kliinisillä tutkimustuloksilla, sillä taudista on hankala saada päivityksiä reaaliaikaisilla antureilla.
Validoitua digitaalista syöpäkaksosta ei ole vielä saavutettu. Ratkaistavia haasteita on jokaisessa kaksosen osassa: fyysisen todellisuuden luotettavassa abstrahoinnissa, riittävän datamäärän hankinnassa virtuaaliseen kopioon sekä dynaamisen yhteyden saavuttamisessa. Ennen kaksosen kliinistä käyttöönottoa olisi myös ratkaistava yhteiskunnallisia kysymyksiä liittyen tietoturvaan ja tasa-arvoon. Selkeä määrittely digitaalisen kaksosen ja tavanomaisen mallinnuksen välillä on tehtävä, jotta vältetään käsitteiden sekoittuminen ja mahdollistetaan digitaalisen kaksosen erityispiirteiden tarkoituksenmukainen soveltaminen. Toteutuessaan digitaalinen syöpäkaksonen olisi edistysaskel kohti entistä yksilöidympää ja kohdennetumpaa syöpähoitoa.