Un jumeau numérique est la représentation virtuelle d'une entité physique réelle.

Ce concept prend sens lorsque ces deux entités sont reliées par un échange bidirectionnel d'informations appelé "fil numérique". 

Ainsi, lorsqu'il y a un changement dans l'entité physique, le jumeau numérique est mis à jour presque en temps réel.

Cela mène à l'intérêt principal d'un jumeau numérique : ces changements peuvent être simulés, prédits et surveillés. 

Mieux encore, les informations fournies par le jumeau numérique peuvent ensuite être transmises au jumeau physique, ce qui permet d'optimiser les résultats du changement.

Introduit initialement dans des secteurs tels que l'aéronautique et l'automobile, le jumeau numérique en santé se développe grâce à l'intégration des données patients, de l'intelligence artificielle, et de la génomique.

Voici les 4 principaux usages de cette technologie en santé:

1. Patient numérique

En rassemblant une large variété de données sur un patient (par exemple les résultats sanguins, le rythme cardiaque ou même les comportements alimentaires), il est possible de créer un véritable avatar virtuel du patient.

À partir de cela, une IA ira prédire l'impact d'un changement d'environnement/de comportement. 

Si ce dernier est positif, il sera suggéré au patient de l'appliquer et inversement s'il est négatif.

En théorie, une telle technologie permettrait - à maturité - de prédire tout événement de santé et donc de les éviter au maximum.

En pratique, on n'en est pas encore à une simulation pleine et entière du corps humain.

Les solutions vont plutôt numériser certains aspects clés du système biologique pour prédire et surveiller des variables importantes.

Par exemple, Exactcure est capable de prédire la dose idéale d'un médicament à administrer à un patient donné en simulant ses caractéristiques pharmacocinétiques.

2. Patient numérique en chirurgie

En parralèle des informations sur la physiologie du patients, les données anatomiques peuvent avoir un impact conséquent sur la pratique chirurgicale.

Cela impliquerait par exemple de faire le lien entre différentes images (scanner, IRM, échographie) du corps ou d'un organe d'intérêt et les autres informations connues du patients pour planifier et personnaliser davantage une intervention chirurgicale.

Dassault Systèmes, convaincu que la chirurgie est entrée dans l'ère de la simulation, est l'un des pionniers de la technologie.

3. Essai clinique numérique

3 usages sont particulièrement prometteurs dans ce domaine : 

• Génération d'une cohorte virtuelle : il serait possible de créer tout un bras contrôle virtuel, ce qui permettrait d'éviter que des patients ne bénéficient pas du traitement en essai ou encore d'augmenter la puissance statistique d'une étude.

• Numériser une partie de la cohorte traitée pour simuler les effets d'une modification du protocole avant de l'effectuer sur la cohorte physique. Cela permettrait de gagner en efficacité et d'améliorer les résultats des essais cliniques.

• Tester différents protocoles sur un même patient numérique : dans ce cas, les patients virtuels sont soumis à différents protocoles (dosage, posologie etc...) pour pouvoir sélectionner celui qui sera optimal.

L'un des exemples connus est le projet Baseline de Verily (filiale de Google) qui ambitionne de créer un « groupe témoin universel ».

4. Hôpital numérique

En rassemblant les données sur les flux de personnel ou de patient, les finances de l'hôpital ou encore l'usage des équipement disponible, il est possible de contrôler l'impact de multiples variables sur l'hôpital.

Aussi, cela permet de simuler différents scénarios susceptibles d'avoir un impact sur l'efficacité globale de l'hôpital.

Par exemple, l’AP-HP et le CHU de Nantes ont exploré le développement d'un jumeau numérique de l'hôpital pour le diagnostic organisationnel et le pilotage des flux de patients. 

Cela permet une évaluation en temps réel des patients, du personnel, et des équipements, permettant d'offrir une aide à la décision pour anticiper et gérer les imprévus​.

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