Wie die EU digitale Zwillinge für die Gesundheitsversorgung einsetzen will

Die Europäische Kommission plant die digitale Gesundheitsversorgung der Zukunft mit virtuellen Zwillingen. Einen Einblick darüber gab Lisbet Geris, Professorin für Biomechanik und Computational Tissue Engineering an der Universität Lüttich und der KU Leuven, auf dem von der TMF organisierten GenomDE-Symposium. Geris ist Koordinatorin der von der EU geförderten Initiative „Ecosystem for Digital Twins in Healthcare“ (EDITH), innerhalb der ein Netzwerk für digitale Zwillinge (Virtual Human Twin, VHT) im Gesundheitswesen aufgebaut werden soll.

„Wenn wir über digitale Zwillinge in der Medizin und im Gesundheitswesen sprechen, verwenden wir eine viel breitere Definition“, so Geris. Anders als beispielsweise in der Industrie, wo digitale Zwillinge reale Objekte in Echtzeit abbilden, versteht man in der Medizin darunter eine personalisierte Modellierung biologischer Systeme – etwa von Zellen, Organen oder ganzen Organismen. Diese Modelle beruhen auf individuellen Patientendaten wie Genomsequenzen, Bildgebung, Krankheitsverläufen oder Vitalparametern und können beispielsweise zur Simulation von Medikamentenwirkungen oder zur Operationsplanung verwendet werden. Das soll unter anderem individuelle Diagnosen, Therapieentscheidungen und klinische Studien unterstützen.

„Wir werden nicht nur einen digitalen Zwilling haben, sondern eine Reihe eigener digitaler Zwillinge. Diese können Zwillinge von Zellen, Geweben, Organen oder eines gesamten Systems sein – aber auch Zwillinge der eingesetzten Therapie“, erklärte Geris. Die Anwendungsbereiche seien vielfältig: von der Blutzuckerregulation über die Optimierung von Inhalatoren bis hin zur digitalen Nachbildung des Herzohrs bei Patienten mit Vorhofflimmern – überall dort, wo personalisierte Vorhersagen helfen können, Therapien zu verbessern oder Risiken zu minimieren. Bereits 2018 hatte die US-amerikanische Arzneimittelbehörde FDA eine Herzschrittmacher-Elektrode von Medtronic zugelassen, die Geris zufolge nur nach Tierversuchen und virtuellen Simulationen zugelassen wurde. Das habe nicht nur Kosten, sondern auch Zeit eingespart.

Europäische Infrastruktur im Aufbau

Mit der Einrichtung des VHT-Programms will die EU nun die bislang stark fragmentierten Projekte bündeln. Ziel ist eine skalierbare, interoperable Infrastruktur mit einem Daten- und Modell-Repository sowie einer Simulationsplattform, die Zugang zu verteilten Datenquellen ermöglicht – etwa den Genomrechenzentren oder dem im Frühjahr in Kraft getretenen European Health Data Space, in den Daten aus der elektronischen Patientenakte, medizinischen Registern fließen sollen. Das diene der Entstehung neuer digitaler Zwillinge. Die Plattform sammle dabei nicht selbst Daten, sondern soll als föderiertes System auf existierende Datenräume zugreifen.

Ein zentrales Anliegen ist es, die Glaubwürdigkeit, Transparenz und ethische Verträglichkeit digitaler Zwillinge sicherzustellen. Dazu zählen unter anderem Datenschutz, Erklärbarkeit von KI-Modellen, der Schutz persönlicher Identität und eine frühzeitige Einbindung von Patienten. Dafür wurden umfassende Informationsmaterialien und Fokusgruppen entwickelt, um Vertrauen in die Technologie zu schaffen.

Verbindliche Standards fehlen

Trotz großer Fortschritte bestehen noch viele technische, regulatorische und gesellschaftliche Herausforderungen, erklärte Geris. Es fehlen verbindliche Standards, viele nationale Initiativen arbeiten parallel und nicht interoperabel, und auch rechtliche Fragen – etwa zur Haftung oder zum Einsatz synthetischer Daten – sind noch offen. Die EU hat daher gemeinsam mit Wissenschaft, Industrie, Kliniken und Patientengruppen eine Roadmap mit 30 Handlungsempfehlungen erarbeitet, die bald veröffentlicht werden soll.

Die Virtual-Human-Twin-Initiative ist Teil einer größeren europäischen Strategie, die Digitalisierung, Biomedizin und Künstliche Intelligenz enger verzahnen will. Prognosen zufolge wird der Markt für medizinische digitale Zwillinge in den kommenden Jahren stark wachsen. Die Hoffnung besteht auf eine bessere, schnellere und individuellere Medizin – von der Diagnostik bis zur Therapieplanung. Ob sich digitale Zwillinge tatsächlich als Standardwerkzeug in der Gesundheitsversorgung etablieren können, wird sich in den nächsten Jahren zeigen.

(mack)