Le recours au « jumeau numérique » provient de l’industrie. De premières applications ont vu le jour dans le domaine de la santé. Son potentiel dans la recherche médicale semble immense.
Voici cinq choses à savoir sur ce concept prometteur
D'où vient cette expression ?
Le « jumeau numérique » ou « digital twin » est un terme qui vient de l’industrie. Avant de produire une voiture ou un avion, les ingénieurs développent un premier prototype, qui est virtuel. Ce double numérique permet de reproduire les fonctionnalités de l’objet physique. Il est ainsi possible d’en simuler les performances dans un environnement réel.
Prédire pour mieux guérir
Dans le domaine de la santé, il est aussi possible de concevoir un jumeau numérique. Ce n’est pas un robot ou une réplique d’une partie du corps fabriquée par une imprimante 3D, mais un ensemble de données, logées sur un ordinateur, qui correspond le plus fidèlement possible à l’organisme humain.
L’idée est par exemple de tester le traitement avant de l’administrer au patient. A la place des tests in vivo, on parle de tests in silico, en référence au silicium.
Quelles applications dans la santé ?
En voici plusieurs :
- Dans le cadre des anévrismes, il est possible de scanner l’aorte thoracique, afin de simuler le déploiement de l’endoprothèse et de l’adapter à la morphologie du patient.
Le CHU de Saint Etienne et les chercheurs de l’Ecole des Mines de la même ville ont travaillé ensemble sur ce projet. Alors qu’il fallait plusieurs semaines pour ajuster un stent à la bonne taille, deux jours suffisent désormais pour sa conception. - La visualisation en 3D de l’anatomie du pied permet d’obtenir une simulation biomécanique du mouvement du pied, une information essentielle pour réaliser la meilleure prothèse possible.
- Il en est de même avec les prothèses dentaires, afin de bien simuler l’occlusion.
- Un programme qui permet de simuler une opération de la cataracte a été élaboré par une société suisse.
- Le CHU de Bordeaux collabore avec Siemens Healthineers. Ils ont mis au point un dispositif d’assistance de resynchronisation cardiaque.
Sciences - Un jumeau numérique pour se soigner
Le double virtuel marque une étape dans la médecine de précision. Il pourrait à terme être possible de considérer les différences physiques et génétiques de chaque patient, avec une visualisation de l’impact des traitements et de leurs effets secondaires.
Des retombées dans le domaine de la recherche
Les jumeaux médicaux pourraient aussi permettre de tester l’effet d’une molécule dans le corps d’un patient plus rapidement qu’actuellement, alors que de nombreux tests cliniques n’aboutissent pas, parfois même au bout de plusieurs années.
Les doubles virtuels pourraient aussi faciliter la recherche sur certaines maladies rares, où il est difficile de recruter des patients pour les essais cliniques.
Si personne ne doute que les essais in vivo vont rester indispensables, on estime que les essais in silico vont avoir des bénéfices importants :
- Une accélération du développement des traitements,
- Une chute des coûts de recherche, ouvrant la voie au développement de nouveaux traitements,
- Une diminution des tests sur l’homme et sur l’animal.
Un jumeau pour chacun
Certains n’hésitent pas à imaginer qu’à terme, chaque individu ait son jumeau numérique.
Il serait alors possible de simuler sur le jumeau les répercussions du tabagisme, d’une alimentation trop grasse, ou au contraire les effets d’une activité physique plus soutenue. En prévention, cette technique permettrait de mesurer l’impact à long terme de nos choix de vie.