Virtuelle Patienten und Avatare zur Optimierung klinischer Studien
Erstellt am: 08.06.2022
Virtuelle Patienten und Avatare könnten in Zukunft klinische Studie stärker prägen. Wo werden sie eingesetzt und welche Vorteile bieten sie für die Forschung? Lesen Sie hier mehr.
Zeit ist in klinischen Studien ein wertvolles Gut - ob für Patienten oder Wissenschaftler. Doch die Entwicklung eines neuen Medikaments dauert oft viele Jahre. Zeit, die für betroffene Patienten zählt und auch die Studiendurchführung beeinflusst. Je länger an einem Medikament geforscht wird, desto mehr Ressourcen muss die Wissenschaft dafür aufwenden.
Neue digitale Innovationen können den Ablauf von klinischen Studien beschleunigen – dazu gehört auch die Entwicklung von virtuellen Patienten oder Avataren.
Was ist ein virtueller Patient?
Bei einem virtuellen Patienten handelt es sich nicht um den digitalen Zwilling eines realen Patienten. Vielmehr werden aus der Summe aller Patientendaten einer klinischen Studie mehrere virtuelle Patienten erstellt. Durch den Mix der verschiedenen Patientendaten werden diese keiner konkreten Person zugeordnet. Trotzdem besitzen die virtuelle Patienten ähnliche Merkmale, die unter anderem Alter, Geschlecht und Krankheitsverlauf betreffen.
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Wo wird ein virtueller Patient eingesetzt?
KI-Algorithmen erstellen aus den Daten realer Patienten virtuelle Patienten. Da diese keine echten Personen darstellen, müssen manche rechtlichen Abläufe, weniger intensiv verfolgt werden, wie beispielsweise die Einwilligung in die Weitergabe von Daten. So können die Daten virtueller Patienten unkomplizierter verwendet werden. Darüber hinaus können diese Informationen zwischen verschiedenen Organisationen etwa Kliniken, die an einer gemeinsamen Studie arbeiten, ausgetauscht werden.
Diese Entwicklungen kreiert neue Abläufe klinischer Studien und bietet die Möglichkeit, diese in Zukunft schneller abzuschließen. Als eine Option gilt die „Was-wäre-wenn Analyse“: Mithilfe virtueller Patienten wird analysiert, wie es den Patienten ginge, wenn sie ein Medikament 30 Jahren nehmen würden. Der Krankheitsverlauf wird so deutlich besser simulieren als mit realen Patienten.
Welche Vorteile virtuelle Patienten bergen
Ersetzen virtuelle Patienten in Zukunft reale Patienten, müssen weniger echte Probanden bis zur Zulassung eines Medikaments an klinischen Studien teilnehmen. Allein dieser Faktor kann die Zulassung eines Medikaments enorm beschleunigen. So nimmt die Rekrutierungsphase in klassischen klinischen Studien viel Zeit in Anspruch. Auch die Drop-out-Rate, also Patienten, die die klinische Studie vorab verlassen, gefährdet den Abschluss und die Ergebnisse einer klinischen Studie. Unvorhersehbare Ereignisse, die mithilfe virtueller Patienten minimiert werden.
Zusätzlich können virtuelle Patienten bereits vor dem Start klinischer Studien dazu beitragen, Tests zu optimieren, sodass diese schneller und erfolgsversprechender durchgeführt werden. Die Wirksamkeit des Medikaments kann so vorab besser eingeschätzt werden, bevor es in der nächsten Phase von realen Patienten erprobt wird.
Welche Herausforderungen der virtuelle Patient birgt
Um virtuelle Patienten erstellen zu können, bedarf es einer qualitativ hochwertigen und umfangreichen Datenfülle, die zur wissenschaftlichen Problemstellung passt. Auch das umfangreiche Training und das Programmieren der künstlichen Intelligenz sowie das Prüfen der Funktionalität muss gewährleistet sein.
Avatare als virtuelle Doppelgänger
Im Gegensatz zum virtuellen Patienten bildet ein Avatar einen Patienten genau ab. Er stellt einen digitalen Zwilling des Patienten dar.
Vor allem bei Schmerzpatienten oder Diabetikern kann der Avatar eingesetzt werden. Dieser wird in Echtzeit mithilfe von Sensoren am Körper mit den physiologischen Daten des realen Menschen gefüttert. Darauf kann eine künstliche Intelligenz Empfehlungen für die Behandlung, beispielsweise die Dosierung eines Medikaments, generieren.
Ein weiteres Beispiel für den Einsatz von Avataren ist die Nutzung von therapeutischen Pflastern. Während bei herkömmlichen Pflastern der Wirkstoff über Hautschichten selbst dann noch in den Körper gelangen kann, wenn das Pflaster längst entfernt ist, bieten Sensorsysteme individuellere Lösungen. Auf der Haut könnten diese in Zukunft eine Prognose erstellen, wie viel Wirkstoff der Patient benötigt. Zugleich sorgen sie dafür, dass nur exakt diese Menge an Wirkstoff abgegeben wird.
Dieses Beispiel zeigt, dass personalisierte Prognosen einen Therapieverlauf in Zukunft enorm verbessern könnten. Aufgrund ihres Alters, Lebensstils oder genetischer Merkmalen vertragen Patienten Medikamente und Behandlungen unterschiedlich, weshalb individualisierte Methoden entscheidende Vorteile bergen. Persönliche Daten können einen besseren Ausblick in die Zukunft und so Vorhersagen für Krankheitsverlauf und Medikamentengabe geben.