디지털 트윈 (휴먼 디지털 트윈)이 전통 의학을 뒤흔들다
디지털 트윈은 지멘스 모터, 테슬라 자동차, 도시 전체에서 실제 사물, 시스템, 프로세스를 시뮬레이션하는 데 널리 사용되고 있습니다. 이제 새로운 디지털 트윈, 즉 ‘인간 자신’이 기술의 영역으로 들어오고 있습니다.
많은 사람들에게 인간의 실시간 가상 모델은 너무 공상 과학 소설처럼 들리지만, 이를 만들기 위한 과학 및 엔지니어링 기술은 이미 존재합니다. 예를 들어, 바르셀로나 Neuroelectricals EU에서 자금을 지원하는 수백만 유로 규모의 프로젝트를 이끌고 있으며, 이 프로젝트는 건강한 뇌 역학을 복원하기 위한 방법을 찾기 위해 알츠하이머 환자의 신경 영상 데이터를 기반으로 개인화된 뇌 모델을 개발하는 것을 목표로 합니다. 프랑스에 본사를 둔 다쏘시스템은 여러 파트너와 협력하여 Living Heart Project라는 대규모 국제 이니셔티브의 일환으로 심장 환자를 위한 맞춤형 치료를 위한 디지털 인간 심장 모델을 개발 중입니다.
스웨덴 린셰핑 대학교 의생명공학과 Gunnar Cedersund는 인간 장기의 가상 모델이 확산됨에 따라 이미 그 연결고리를 찾아가고 있습니다. 그는 디지털 트윈이 미래의 헬스케어를 위해 중요할 것이라고 믿으며, 이제 컴퓨터로 구현된 인간 복제품이 현실화될 때가 되었다고 확신합니다.
Cedersund가 지적한 것처럼, 대부분의 서구 국가에서는 제2형 당뇨병, 심혈관 질환, 비만 관련 질병으로 인해 의료 서비스가 한계에 달하면서 노인에 대한 치료가 급증할 것입니다. 동시에 전 세계는 수많은 소비자 생명공학 및 디지털 건강 도구가 온라인에 등장하고 모델링과 머신러닝이 크게 발전하면서 의료 데이터가 폭발적으로 증가하고 있습니다.
Cedersund는 인터뷰에서 “사람들은 디지털 트윈에 대한 수요가 점점 커지고, 동시에 가능성이 커지는 것을 보게 될 것입니다. 우리가 매력적이고 직관적으로 유용한 (인체 모델을) 제작할 수 있을 겁니다.”라고 말했습니다.
그는 디지털 트윈에 대해 “우리가 데이터를 분석하고 질병을 예방하거나 환자를 치료할 수 있는 최선의 방법을 찾을 수 있 대화형 인간 컴퓨터 사본을 통해 안에서 무슨 일이 일어나고 있는지 볼 수 있고, 환자가 어떤 약을 복용하거나, 식단을 바꾸거나, 운동을 시작하면 어떻게 되는지 볼 수 있습니다.”라고 말합니다.
모델링
Cedersund와 동료들은 키, 체중, 혈압 및 공복 혈당 수치에 대한 데이터를 사용하여 뇌졸중 위험을 예측하는 조기 학습 기반 모델을 개발했습니다. 그러나 연구진은 심장, 간, 뇌, 췌장은 물론 지방과 근육 조직을 포함한 대부분의 신체 주요 기관에 대한 복잡한 매커니즘 모델도 만들었습니다. 흥미롭게도 연구진은 이러한 단일 기관 모델을 기존 혈류 모델에 연결하여 다중 기관 시스템 모델을 형성하여 개별 기관과 상호 관련된 생화학적 과정을 분석할 수 있게 되었습니다.
연구 중인 주요 과정 중 하나는 신진대사입니다. 우리가 음식을 섭취하면 당분이 장에서 혈류로 전달되고, 췌장은 이 과정을 감지하여 인슐린을 생성하며, 이 인슐린이 다른 장기에 도달하면 해당 장기는 신진대사에 변화를 일으킬 수 있습니다. Cedersund와 동료들은 이러한 과정을 특성화하는 방정식을 개발하고 모델에서 시뮬레이션한 다음 임상 연구의 실제 실험 데이터와 비교하여 합리적인 인체 반응을 제공했습니다. 이 기계론적 모델은 실제로 모델 개발에 사용되지 않은 데이터를 포함하여 다양한 데이터를 통합할 수 있기 때문에 머신러닝보다 더 일반적인 AI를 생성합니다.
예를 들어, Cedersund는 “우리는 다른 장기에 대한 대사 데이터도 포함하는 상세한 간 대사 모델과 식이 모델을 확립했습니다. 초기 모델은 단백질이 당으로 전환되는 과정을 설명할 수 없었기 때문에 식이 변화의 영향을 시뮬레이션할 수 없었습니다.”라고 말합니다.
제약 업계의 거대 기업이 관심을 보이고 있습니다. 이 연구의 일환으로 Cedersund는 아스트라제네카와 협력하여 제2형 당뇨병 치료제가 어떻게 심장 질환의 위험을 줄이는지 연구하고 있습니다. (영국-스웨덴) 다국적 기업의 체외 오가노이드 실험 데이터를 사용하여 컴퓨터 사본을 만들고 그 모델을 실행하여 프로세스 및 예측 결과를 이해합니다. 기존의 약물 테스트는 수십억 달러의 비용이 들지만, 수학적 모델링은 훨씬 저렴한 연구 경로를 제공할 수 있으며 향후 더 빠른 검증 프로세스의 기반이 될 수도 있습니다.
“다양한 식이요법이나 약물에 대한 반응뿐만 아니라 시간이 지남에 따라 변할 수 있는 면역 과정과 당뇨병 발병을 시뮬레이션하려면 머신러닝과 기존 인공 지능이 아닌 다중 기관 디지털 트윈이 필요합니다.”라고 Cedersund는 말합니다. 또한 “우리는 염증 및 지방간 질환과 같은 당뇨병 관련 질환을 치료하는 연구를 통해 아스트라제네카를 돕고 있습니다.”라고 덧붙였습니다.
아스트라제네카만이 디지털 트윈을 연구하는 유일한 제약회사는 아닙니다. 덴마크의 Novo Nordisk는 사용자가 영양과 체중을 모니터링할 수 있는 맞춤형 디지털 트윈을 생성하는 BioTwin 프로젝트에 자금을 지원해 왔습니다. 영국에 본사를 둔 스타트업 Sanome도 건강 변화를 조기에 감지할 수 있는 디지털 트윈을 만드는 데 주력하고 있습니다.
점점 더 많은 참여자가 이 분야에 참여함에 따라 헬스케어 분야에서는 기술을 통합하고 휴먼 디지털 트윈을 위한 개방형 생태계를 개발해야 할 필요성이 점점 더 분명해지고 있습니다.
아이스테이징이 소개하는 의료 사례 #Taiwan Trade Hub
# 아이스테이징 아시아의 공간웹(Spatial Web)서비스는?
아이스테이징 서비스는 VR / META / AR / AI / DATA 를 한번에 사용해 원하는 서비스를 만들어낼 수 있는 클라우드 소프트웨어 서비스 입니다.
SaaS 형태로, 계정을 구독하면 고객 스스로 편집해서 사용가능하며, 커스터마이징 서비스도 제공합니다.
리테일 기업 ( Louis Vuitton / Dior ), 부동산 기업 ( REMAX / AECOM ), 전시 ( CES / TOYOTA 전시관 ) , 산업 ( SAMSUNG / Mercedes-Benz ) 등 글로벌 10만 기업 고객이 이미 사용하고 있는 안정성 높은 서비스입니다.
# 아이스테이징 아시아 홈페이지:https://istagingasia.co.kr
# 문의: https://istagingasia.com/contact/
#프로젝트별 사례를 보고싶다면?
*리테일
https://istagingasia.com/project/retail/
*부동산
https://istagingasia.com/project/real-estate/
*산업
https://istagingasia.com/project/industry/
*교육
https://istagingasia.com/project/education/
*전시
https://istagingasia.com/project/exhibition/
*뮤지엄&갤러리
https://istagingasia.com/project/museum-gallery/
*엑스포
https://istagingasia.com/project/expo/
*투어
https://istagingasia.com/project/tour/
