AngloFaza

Poziom trudności: B2

Źródło: https://www.bbc.com/news/articles/cq8v73dkne3o

Podpowiedzi

Science

Why 'digital twins' could speed up drug discovery

Why 'digital twins' could speed up drug discovery

This is the first of a six-part series on how AI is changing medical research and treatments.

B1

The heart in front of meprzede mną beats and moves like a human organorgan, but has no blood flowingpłynący through it, nor does it live in a human bodyciało.

B1

It's a computer-generatedwygenerowany komputerowo heart, or digital twincyfrowy bliźniak, used to test implantablewszczepialny cardiovascularsercowo-naczyniowy devices, like stentsstenty, and prostheticprotetyczny valveszastawki that, once confirmedpotwierdzony they are safe, will eventuallyostatecznie be used on real peopleprawdziwi ludzie.

B2

But the heart's creatorstwórcy serca / twórcy tego modelu serca, Adsilico, have gone beyondwykroczyć poza; pójść dalej niż just creating one accuratedokładny; precyzyjny model.

B1

Using artificialsztuczny intelligenceinteligencja and huge amounts of dataogromne ilości danych, they have created multiplewielokrotny; liczne different hearts.

B2

These AI-generatedwygenerowany przez AI / sztuczną inteligencję syntheticsztuczny, syntetyczny hearts can be made to reflect not just biologicalbiologiczny attributes like weight, age, gender and blood pressureciśnienie krwi, but health conditions and ethnicetniczny backgrounds.

C1

As these differences often aren’t representeduwzględnione; odzwierciedlone in clinicalkliniczny data, digital twin heartscyfrowe bliźniacze modele serc can help device manufacturersproducenci; wytwórcy conductprzeprowadzać trials across more diversezróżnicowany populationspopulacje; grupy ludności than they could with human trialsbadania na ludziach / próby kliniczne z udziałem ludzi, or trials involving just digital twins without AI.

B2

“This allows us to captureuchwycić, oddać the full diversityróżnorodność of patient anatomiesukłady anatomiczne and physiologicalfizjologiczny responsesreakcje, which is not possible using conventionaltradycyjny, konwencjonalny methods. This use of AI to enhanceulepszać, wzmacniać device testingtestowanie urządzeń leads to the developmentrozwój, opracowanie of devices that are more inclusiveuwzględniający szerszą grupę, inkluzywny and safer,” says Adsilico chief executive Sheena Macpherson.

C1

In 2018 an investigationśledztwo, dochodzenie by the International Consortiumkonsorcjum, zrzeszenie of Investigativeśledczy, dochodzeniowy Journalists revealed that 83,000 deaths and over 1.7 million injuries were caused by medical devices.

A2

Ms Macpherson hopes that AI poweredwspierany, zasilany digitalcyfrowy twins can cut downzmniejszyć, ograniczyć those numbers.

B1

“To really make these devices safer, you need to test them more thoroughlydokładnie, dogłębnie, and it isn't feasiblemożliwy do wykonania, wykonalny to do that in a clinical trialbadanie kliniczne environment due to the expensekoszt, wydatek of it," says Ms Macpherson, who is based in Northumberlandmająca siedzibę w Northumberland / mająca bazę w Northumberland.

C1

"So you want to be able to use the computer-generatedwygenerowany komputerowo versionwersja, to make sure that whatever you're doing, you've tested it as thoroughlydokładnie, gruntownie as possible before you test it on a humanczłowiek, ludzki.

B2

“Even a fractionułamek; niewielka część of those deaths - and the associatedpowiązany; związany lawsuitsprocesy sądowe; pozwy - could have been avoided with more thoroughdokładny; wnikliwy testing. You can also get more detailedszczegółowy results.

B2

"You could take the same [virtualwirtualny] heart and you could test under low or high blood pressureciśnienie krwi, or against different disease progressionpostęp, rozwój choroby, to see whether that affects the device in any wayw jakikolwiek sposób.”

B1

Ms Macpherson adds: “[Virtual] testing gives medical device manufacturersproducenci, wytwórcy many more insightswnioski, głębsze zrozumienie. It also means that we can test in other sub patient groupsgrupy pacjentów, not just white men which clinical trialsbadania kliniczne have traditionallytradycyjnie, zwyczajowo been based on.”

B1

Adsilico’s AI models are trained on a combination of cardiovascularsercowo-naczyniowy data, and data from real MRI and CT scans, that includes medical imagingobrazowanie medyczne from consentingwyrażający zgodę patients.

B2

The data draws fromczerpie z detailed anatomicalanatomiczny structuresstruktury of the heart, to help create accurate digital representationsreprezentacje; odwzorowania of how medical deviceswyroby medyczne will interactwchodzić w interakcję; oddziaływać with different patient anatomiesbudowy anatomiczne.

C1

Adsilico’s trialsbadania kliniczne involve the creationstworzenie of a digital twincyfrowy bliźniak of the device to be testeddo przetestowania, which is then inserted intoumieszczony w the virtualwirtualny heart in an AI-generatedwygenerowany przez AI simulationsymulacja.

B2

It all takes place inside a computer, where the test can be replicatedodtworzony across thousands of other hearts - all AI-simulatedsymulowany versions of a real human heart. Human and animal trials, on the other handz drugiej strony, tend to involve just hundreds of participants.

B1

Perhaps the biggest incentivebodziec, zachęta for drug and device manufacturersproducenci leków i urządzeń medycznych to supplementuzupełniać, dodatkowo wspierać clinical trials with AI digital twins is how it reduces the time it takesczas, jaki to zajmuje, which translates into big cost savingsoszczędności kosztowe, too.

C1

Drug manufacturerproducent Sanofi, for example, hopes to reduce the testingbadanie, testowanie period by 20%, while also increasing the success ratewskaźnik skuteczności. It is using digital twin technologytechnologia cyfrowych bliźniaków in its immunologyimmunologia, oncologyonkologia and rare diseaserzadka choroba specialismspecjalizacja.

B1

Using biologicalbiologiczny data from real people, Sanofi creates AI-based simulatedsymulowany patients - not actual clonesklony of specifickonkretny individualsosoby, jednostki - that can be interspersedrozmieszczone naprzemiennie, wstawione pomiędzy across the control and placeboplacebo groups within the trialbadanie kliniczne.

C1

Sanofi’s AI programmes also then creates computer-generatedwygenerowany komputerowo modelsmodele of the drug to be tested, synthesisingsynchronizując / odtwarzając w sposób modelowy propertieswłaściwości like how the drug would be absorbedwchłonięty across the bodyw całym organizmie, so it can be tested on the AI patients. The programme predicts their reactions, too - replicatingodtwarzając; odwzorowując the real trialbadanie kliniczne process.

B1

“With a 90% failureniepowodzenie rate across the industrybranża of new drugs during clinicalkliniczny developmentrozwój; opracowywanie, an increasewzrost of just 10% in our successsukces; powodzenie rate by using technologies like digital twinscyfrowe bliźniaki could result indoprowadzić do $100m in savingsoszczędności, given the high cost of running late phase clinicalkliniczny trials,” says Matt Truppo, Sanofi’s global head of researchbadania platforms and computationalobliczeniowy researchbadania and developmentrozwój; opracowywanie.

B2

The results so far have been promisingobiecujący, rokujący dobrze, Mr Truppo, who is based inmający siedzibę w / znajdujący się w Boston, US, adds.

B1

“There is still a lot to do. Many of the diseases we are now trying to impactwpływać na; oddziaływać na are highlybardzo; wysoce complexzłożony. This is where tools like AI come inwchodzić w grę; pojawiać się jako element. Poweringnapędzanie; zasilanie the next generationgeneracja; pokolenie; kolejna wersja of digital twinscyfrowe bliźniaki with accuratedokładny; precyzyjny AI models of complexzłożony human biologybiologia is the next frontiergranica; nowy obszar rozwoju.”

B1

Digital twinscyfrowe bliźniaki might have weaknessessłabe strony, wady though, says Charlie Paterson, an associate partnerpartner stowarzyszony / starszy partner w firmie at PA Consulting and a formerbyły, dawny NHS service managerkierownik ds. usług.

B2

He points outzwraca uwagę; wskazuje that the twinsbliźniacze odpowiedniki; bliźniaki are only as good astak samo dobre jak; zależne od the data that they are trainedwyszkolone; wytrenowane; oparte na uczeniu on.

A2

"[Due to] agedprzestarzały, stary (o metodach/danych) data collection methodsmetody gromadzenia danych, and low representationniedostateczna reprezentacja of marginalisedzepchnięty na margines, wykluczony populations, we could end upskończyć jako / ostatecznie znaleźć się in a position where we could still be introducingwprowadzać, dodawać some of those biasesuprzedzenia, stronniczość when we're programming virtualwirtualny, cyfrowy recreationsodtworzenia, cyfrowe rekonstrukcje of individualsosoby, jednostki.”

B2

Working with limited legacy datadane odziedziczone po starszych systemach to train its AI is an issue Sanofi is awareświadomy of and working to resolverozwiązać.

B2

To fill gapswypełniać luki in its internal data setszbiory danych - made up of millions of data pointspunkty danych from the thousands of patients that undergopoddawać się; przechodzić its trialsbadania kliniczne each year - it sources data from third partiespodmioty trzecie, like electronic health recordselektroniczna dokumentacja medyczna and biobanksbiobanki.

B2

Back at Adsilicoz powrotem w Adsilico / w firmie Adsilico, Ms Macpherson is hopefulpełen nadziei that one day AI digital twin technologytechnologia cyfrowego bliźniaka will eliminatewyeliminować, całkowicie usunąć animal testingbadanie, testowanie from clinical trialsbadania kliniczne, which is still currently considereduznawany za, uważany za an essential partniezbędny element of the drug and device testingbadanie, testowanie process.

B2

“A virtual modelmodel wirtualny of our hearts is still closer to a human heart than that of a dog, cow, sheep, or pig, which tends to be what they use for implantabledo wszczepienia, możliwy do implantacji device studiesbadania,” she says.

B1