在虚拟空间上再现真是世界的“数字孪生”，已开始用于对大脑和心脏疾病进行高精度建模，以提高对每个患者的治疗效果。2023年在欧洲已开始了面向阿尔茨海默病的临床试验，印度的初创企业也开始致力于糖尿病的治疗，日本也出现了这方面的动向。这种个别对应每名患者状况的医疗方式将促进个性化医疗的发展。
国立循环器病研究中心等将数字孪生技术用于再现心脏病等（供图：国立循环器病研究中心）
由西班牙的Neuro Electronics和庞佩乌·法布拉大学组成的技术合作团队Neurotwin于2023年开始了使用数字孪生治疗阿尔茨海默病的临床试验。首先在虚拟空间中构建了30名患者的大脑模型，模拟用电流刺激脑神经的反应。
研究团队将在2024年开始在多家医院对癫痫患者的大脑进行电流刺激临床试验。癫痫一般通过药物或手术治疗，同时对脑神经进行电流刺激的研究也在不断取得进展。
之所以使用数字孪生技术，是因为即使是同样患有阿尔茨海默病和癫痫的患者，脑内神经细胞工作异常的部位和发作的机制也各不相同。Neurotwin的媒体负责人介绍说：“如果能够重现每名癫痫患者大脑中发作的扩散方式，就可以最优化电流刺激的方法”。
制作模型时使用的是由磁共振成像装置（MRI）拍摄的脑结构、头皮、头盖骨的形状，以及用脑波和功能性核磁共振（fMRI）测量的脑血流等数据。Neuro Electronics已制作完成重现脑结构的数字孪生，今后还将导入脑波等数据。
数字孪生是在虚拟空间上再现现实世界的技术。在医疗应用中，整合每名患者的脏器和组织的形状、脑波、血流等数据，可以制作出比以往手法更精致的患者病态模型。在实际进行用药等治疗之前，可以预估效果和副作用。制作模型时多数使用人工智能（AI）。
在印度，初创企业Twin Health于2022年6月发布了使用数字孪生有效治疗2型糖尿病的成果。在199名重现健康状态并应用于治疗的患者中，半年后167人（84%）血糖值恢复正常。
Twin Health与美国克利夫兰医药合作，于2022年2月开始了临床试验。使用数字孪生的150人与通常疗法投药治疗的75人比较糖尿病的治疗效果。每天收集约170种生物指标和体重、血压等约3千种数据，让AI学习，并再现健康状态。同时也给出改善饮食和运动的建议。1年后比较血糖值指标糖化血红蛋白比例正常化的对比。
日本也开始尝试数字孪生医疗。NTT美国子公司的NTT调查和国立循环器病研究中心致力于开发出数字孪生再现心脏疾病和治疗效果的技术。研究团队汇总了发生心力衰竭的狗、猪、山羊投喂大约20种治疗药物以及使用辅助循环装置等治疗仪器后的血压和心率等数据，并进行建模。
为了在本世纪20年代之内应用于人类心力衰竭的治疗，还需要不断提高再现的精度。国立循环器病研究中心循环动态控制部室长朔启太表示：“今后，治疗药物的优化组合和给药量将变得更容易。”
大阪大学和NTT物性科学基础研究所将在2025年之前构筑可用于多个疾病研究的数字孪生模型，并利用取自患者的iPS细胞制作迷你脏器、与诊断数据一起让AI学习。大阪大学的基地负责人西田幸二表示：“希望用于治疗阿尔茨海默病和心力衰竭等9种疾病。”
数字孪生对个性化医疗能发挥多大的威力，目前还有很多是未知数。今后，有必要开发出准确地收集数据或用AI补充数据的技术，并研究在导入医疗时的制度设计。
日文：草盐拓郎、《日经产业新闻》、2023/3/22
中文：JST客观日本编辑部
