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Un double numérique pour mieux vous soigner

par Edern Rio
jumeau numérique

Si vous étiez passé à côté en 2018, vous risquez d’en entendre beaucoup parler cette année : le jumeau numérique, ou digital twin dans la langue de Shakespeare, a le vent en poupe et s’affiche en tant que technologie de rupture de l’année dans le domaine de la santé.

Le principe du jumeau numérique…

Le principe du jumeau numérique est simple : il s’agit de modéliser numériquement un objet afin de pouvoir projeter dynamiquement son évolution et ses réactions dans diverses situations.

Cet objet peut être de nature multiple. Initialement, le concept de jumeau numérique a été développé par Michael Grieves en 2003 pour la gestion du cycle de vie d’un produit. Il a déjà connu une belle fortune dans plusieurs domaines industriels comme l’aéronautique, l’automobile ou encore l’énergie. En modélisant un double numérique, il permet d’explorer des situations et d’optimiser les fonctionnements. Waymo par exemple entraîne ses voitures autonomes à la fois dans le réel mais également virtuellement.

L’industrie 4.0 bardée d’objets connectés promet d’optimiser l’ensemble de ses process par l’analyse des données recueillies directement sur les machines et c’est surtout dans ce cadre, celui de l’Internet des objets que nous en entendons parler. Mais voici que le secteur de la santé s’empare de ce concept pour le mettre à sa sauce.

… fait son entrée en médecine

Avec le concept de jumeau numérique, il devient possible de tester des traitements in silico (numériquement, dans le silicium) par opposition aux tests in vivo (sur le vivant).

En effet, le grand sujet qui agite actuellement la presse est bien celui de la médecine personnalisée. Grâce à l’accumulation de données médicales personnelles avec les données issues du collectif et analysées par les logiciels IA (voir par exemple la détection du cancer du sein, mais les exemples sont multiples), il devient possible de tester des traitements in silico (numériquement, dans le silicium) par opposition aux tests in vivo (sur le vivant).

C’est le secteur de l’industrie pharmaceutique par exemple qui s’en sert de plus en plus pour modéliser les interactions des traitements avec les organismes humains. Un jumeau numérique personnel permettrait dans ce cas évaluer au plus près le bon dosage pour un médicament. Ni trop, ni trop peu.

Pour Thierry Marchal, interviewé par What’s up Doc : “Cette évolution va permettre une réduction importante des coûts de la recherche, mais aussi une augmentation de la sécurité pour les patients, car au lieu de tests réalisés sur une petite population spécifique (hommes d’âge moyen, caucasiens), ils pourront être réalisés sur des millions de patients virtuels, notamment des femmes et des enfants.”

Pour assurer le recueil des données et les personnaliser à l’échelle de l’individu, Thierry Marchal mise sur les objets connectés qui recueilleront les données vitales du patient concerné. Nous vous le disions en septembre, à l’occasion de la sortie du nouvel iPhone, c’est sur le recueil de ces données vitales qu’Apple souhaite se développer.

L’explosion des données et leur exploitation nous emmènent, dans ce secteur comme dans d’autres, vers des technologies prédictives, avec son lot de problèmes et de nouvelles erreurs.

Un avertissement tout de même, Gartner classait en 2018 le jumeau numérique comme une technologie au pic de sa popularité, celui des espoirs démesurés, et qui deviendrait mature dans les 5 à 10 ans.

Des usages déjà bien réels dans le secteur médical

Mais au-delà de ces usages personnalisés liés à l’ère des big data, il existe déjà des cas d’usage bien réels :

  • la modélisation anatomique personnalisée pour la création de prothèses à partir de données plus complètes qui accélère grandement les process ;
  • l’entraînement avant intervention chirurgicale ou pour la formation des apprentis-médecins ;
  • la simulation de l’évolution des tumeurs afin d’améliorer le traitement.

Dans le domaine des prothèses par exemple, le jumeau numérique permet de travailler plus vite et avec plus de précision. Auparavant, il s’agissait souvent de faire une empreinte ou de travailler à partir de l’imagerie médicale, puis de préparer artisanalement une prothèse.

La startup AnatoScope propose par exemple ce service avec une suite logicielle qui permet de réaliser des prothèses plus adaptées.

anatoscopeLa technologie d’AnatoScope. Source : YouTube.

Il est des cas où ce genre de démarche s’avère vital, comme celui des endoprothèses, les équipements artificiels placés dans le corps. Comme l’expliquait Nina Miolane, chercheuse à l’Inria et à Stanford, dans les colonnes de Numerama : “Lorsqu’on doit construire une endoprothèse à placer sur l’aorte pour éviter un risque d’accident vasculaire, par exemple. Avant, il fallait trois semaines pour construire l’outil. Désormais, avec une simulation numérique qui permet de l’adapter précisément au patient, une entreprise comme Predisurge peut le fournir en deux jours.”

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