ヘルスケアにおけるデジタルツイン：包括的レビューと今後の方向性
カテゴリ：医学教育
公開日：2025年12月4日
タイトル：Digital twins in healthcare: a comprehensive review and future directions
雑誌名：Front Digit Health. 2025; 7: 1633539. doi: 10.3389/fdgth.2025.1633539. Epub 2025 Nov 18.
概 要：
デジタルツイン（DT）技術は、個別化医療、治療の最適化、疾病予防において革新的な可能性を提供する力として浮上しています。本レビューでは、ヘルスケアにおけるDTの現状を分析し、細胞レベルから全身システムに至るまでの実装を検討します。最新の開発、方法論、応用を体系的にレビューし、課題と機会を特定します。心血管、神経、呼吸、代謝、肝臓、腫瘍、細胞のDTに関する技術的枠組みを詳細に説明し、人口規模の心臓モデルや、患者特異的心臓モデルによる心房細動の再発率低下、脳腫瘍放射線治療計画の改善、リアルタイムシミュレーションを用いた肝再生モデルの進展、糖尿病におけるグルコース管理の向上などの重要な成果を強調します。
方 法：
このレビューは、デジタルツイン技術の実装に関する最新の開発を体系的に分析し、心血管、神経、呼吸、代謝、肝臓、腫瘍、細胞の各分野における技術的枠組みを評価しています。データ取得戦略、物理ベースのモデリングアプローチ、統計学的学習アルゴリズム、ニューラルネットワークベースの制御システム、人工知能技術など、さまざまな方法論的基盤を詳細に説明しています。
結 果：
DT技術は、心房細動の再発率を13%以上低下させ、神経変性疾患の予測精度を97%に達成し、肝臓の反応予測をサブミリ秒単位で高精度に実現するなど、臨床的成功を収めています。しかし、データ統合、計算スケーラビリティ、デジタルエクイティ、検証フレームワークなどの課題に対処する必要があります。
結 論：
ヘルスケアにおけるデジタルツインは、個別化の向上、応用領域の拡大、新興技術との統合に向けた将来の機会を示しています。本レビューは、DTの発展と統合のための今後の方向性を概説しています。