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차단 과학에서의 디지털 트윈에 대한 이중 관점

차단 과학에서의 디지털 트윈에 대한 이중 관점

 


1800년대에는 단일 이미지를 촬영하는 몇 가지의 방법이 있었습니다. 이미지 캡처가 정교해짐에 따라 사람들은 연속적인 정지 사진 또는 데이터 포인트가 초당 10 ~ 12프레임(FPS)으로 차례로 쌓이면 모션을 시뮬레이션할 수 있다는 사실을 알게 되었습니다.

1900년대에는 16 ~ 24FPS의 무성 영화, 60FPS의 부드러운 모션 비디오 및 초당 최대 10조 프레임의 비디오 등 기술의 새로운 발전을 가져왔습니다. 시간이 지나면서 과학자들과 기술자들은 이미지를 빠른 속도로 캡처하면 복잡한 시스템의 다음 단계나 단기적인 미래를 예측할 수 있다고 판단했습니다.

영화 제작자와 마찬가지로 의사들과 과학자들은 개별 데이터 포인트를 사용하여 개인의 건강을 가상으로 표현합니다. 그러나 일반적으로 의사는 연간 신체 검사에서 매년 12개월마다 한 사람으로부터 바이오 마커 및 생체 정보를 수집하여 그 사람의 일생 동안 함께 분류합니다. 1800년대 영화 제작자들이 그랬던 것처럼 여러 장의 단일 사진을 촬영하고 모아 모션을 시뮬레이션하는 것과 같습니다.

오늘날의 의사들과 연구원들은 이미 존재하는 센서를 사용하여 1년에 한 번이 아닌 매일 매 밀리초마다 환자로부터 데이터를 수집할 수 있습니다. 이러한 지속적인 데이터 수집 및 분석을 통해 의사는 환자의 건강이 앞으로 몇 주, 몇 개월 또는 몇 년 후에 어디로 향할 것인지 예측할 수 있을까요? 이것이 Janssen의 과학자들이 발견해야 할 목표입니다.

디지털 트윈의 길을 열다.

포브스 잡지의 2017년 기사에서는 디지털 트윈을 "프로세스, 제품 또는 서비스의 가상 모델" 및 "물리적 세계와 디지털 세계의 다리"라고 설명했습니다. 디지털 트윈은 여러 산업 분야에서 사용되지만 특히 건강 관리 분야에서 놀라운 잠재력을 가지고 있습니다.

Janssen에서 WWDA(World Without Disease Accelerator)의 임무는 초기 단계에서 질병을 예측하고 사전에 대처하는 것입니다. 우리는 질병의 발병 전과 발병을 통해 개인의 건강을 위한 디지털 트윈을 생성해냄으로써, 질병의 잠복과 진행에 대한 초기 예측 변수를 식별할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 건강 관리 분야에서 디지털 트윈을 생성하기 위해 필요한 세부사항과 광범위한 데이터를 확보하려면 전자 의료 기록 등의 기존 건강 관리 데이터 세트와 센서 기술 및 모바일 장치의 발전을 통해 지속적으로 이용할 수 있는 데이터를 통합하고 분석해야 합니다.

이 토론에서, Patrick Loerch 박사(글로벌 책임자, 데이터 과학 및 예방 바이오 마커, WWDA 담당)와 Richard Fougere(부사장, R&D 고객 건강 담당 책임자, 센서 및 웨어러블, WWDA)는 건강 관리 분야에서 디지털 트윈의 힘과 잠재력을 믿는 이유, 그리고 이 개념을 현실화하기 위해 이들의 팀이 협력할 수 있는 독특한 방법에 대해서 이야기합니다.

건강 관리 분야에서 디지털 트윈의 잠재력에 대해 신뢰하는 이유는 무엇이고 WWDA가 이러한 접근법을 추구하게 된 계기는 무엇입니까?

Patrick Loerch: 우리에게 디지털 트윈의 강조는 질병이 없는 세상의 맥락으로 보면 질병의 초기 단계 수준의 질병을 추구한다는 생각입니다. 우리가 목표로 하는 개인은 질병 증상이 없는 상태로, 암이나 다른 만성 질환을 앓고 있을 수도 있지만 진료실에서 "건강한 상태"로 판명된 사람들입니다. 디지털 트윈을 통해서 "건강한"사람들에 대한 침습성 혈액 샘플 및 바이오 샘플링을 피할 수 있으며 바랬던 것처럼 질병을 조기에 발견할 수 있습니다. Johnson & Johnson 외부 혁심 담당 글로벌 책임자인 Bill Hait은 이렇게 말했습니다. "100년 후의 사람들은 지금의 우리에 대해 '질병이 생길 때까지 기다렸다가 그때서야 대처를 했다니 믿을 수 없다'"고 이야기할 겁니다.

Richard Fougere: 5년 또는 10년 전에 나에게 물었다면, 나는 이러한 개념에 대해 현재 우리가 가진 기능이 존재하지 않았기 때문에 믿지 않았을 지도 모릅니다. 오늘날의 나는 센서에 표시되는 정확도가 향상되고 알고리즘에 통합하기 위해 수동적이고 비침습적인 방식으로 실시간으로 데이터를 측정할 수있는 기능이 향상되고 있기 때문에 디지털 트윈 생성이 가능하다고 확신합니다.

팀이 디지털 트윈 작업을 위해 어떻게 협력하는지에 대한 사례를 들을 수 있을까요?

RF: 예를 들어, 특정 질병에서 위험한 상태인 개인은 Patrick이 언급한 것처럼 "건강한 상태"로 보이고 느껴지더라도 질병이 발생할 가능성이 높다는 것을 나타내는 바이오마커가 체액에 있을 수 있습니다. 우리 팀은 센서나 웨어러블(비침습적이며 일상 생활에 지장을 주지 않는)을 개발하여 일정 기간 동안 개인의 체액을 추적하여 문제의 바이오 마커를 찾기 위해 노력할 수 있습니다. 기존의 의료 기록이나 실험실 테스트에서는 단일 시점에서만 스냅샷을 찍었던 반면 센서 기반 바이오 마커는 이 사람이 해당 질병의 발병 경로에 있는지 여부에 관계없이 실시간으로 감지할 수 있습니다. 이 기술을 통해 우리가 개입할 수 있는 시간의 창을 보다 명확하게 정의하고 질병 진행을 지연시키거나 진행의 발달을 멈출 수 있도록 해줍니다. 지금까지, 우리는 이미 많은 센서의 임상적 중요성을 입증할 수 있었습니다.

PL: 바로 여기에 나의 데이터 과학 및 예방 바이오마커 팀이 있습니다. 우리는 안전한 데이터 캡처와 통합 시스템을 구현하고 Rick의 팀이 개발하는 센서에서 반복적으로 학습하는 알고리즘을 설계합니다. 우리는 센서 데이터를 특정 질병과 관련된 다양한 데이터 소스와 통합하며 이상적으로는 장기간 통합합니다. 동일한 개인에 대한 다양한 데이터를 통합하여 질병을 감지하거나 예방하겠다는 우리의 목표를 이루기 위해 점점 더 정확한 환자 코호트의 디지털 트윈을 개발할 수 있습니다.

Janssen과 WWDA가 점점 증가하는 건강 관리 혁신 요구를 충족시키기 위해 디지털 트윈 개념을 발전시키기에 적합한 이유는 무엇입니까?

RF: 넓게 생각하면 Janssen은 J&J의 한 부분으로 우리가 바로 소비자, 의료 기기 및 제약 회사라는 의미입니다. WWDA는 소비자 건강에 변화를 일으키고 진정한 인간 건강 향상을 위해 새로운 솔루션을 개발하는 데 전념하고 있습니다. 다른 기업들의 사례를 보면, 전문 지식에 대한 접근은 때로는 상당한 비용이 들었습니다. 그러나 J&J 내에서 우리는 기업 전체에 걸친 전문 지식을 통해 디지털 트윈에 대한 부문간 접근 방식을 수행할 수 있는 독보적인 위치에 있습니다. 또한 Patrick의 팀이 구축한 외부 데이터 중심의 협업을 통해 더 나은 분석을 수행하고 알고리즘을 훈련함으로써 비전을 현실화하는 데 더 가까이 다가갈 수 있게 되었습니다.


PL: 나는 분명히 이러한 관점을 반복할 것입니다. 우리가 질병을 예방하고 간섭하는 개념에 대해 생각할 때, 우리가 관여하고자 하는 대부분의 사람들은 아직 "아프지"않기 때문에 건강 관리 시스템과 거의 또는 전혀 상호 작용을 하지 않았습니다. 그런 점에서 기초 생물학을 이해하는 혼합 과학 및 건강 소비자 부문을 확보하는 것이 도움이 됩니다. 우리는 다중 부문의 글로벌 의료 기관으로서 전체적으로 인간의 건강에 초점을 맞출 수 있고 치료, 기기, 영양소 또는 디지털 앱 등 다양한 형태로 제공되는 솔루션인 특정 질병에 대한 적절한 개입을 식별할 수 있습니다.

두 분이 이러한 독보적인 접근 방식을 이끌어나가는 동기는 무엇입니까?

PL: 나는 내 경력 초기에, 말기 다발성 골수종에 대한 CAR-T 세포 치료법을 개발하기 위해 일했습니다.  이 연구는 나에게 매우 의미 있고 말기 암 환자들에게도 매우 중요한 일이었지만 나는 내가 현재 다른 분야에서 일하고 있다는 것에 흥미롭습니다. 나는 질병 치료 분야에서 질병 발병 후퇴 및 질병 예방 분야로 초점을 옮겼습니다. 이를 이룰 수 있는 가능성이 나에게 큰 동기 부여이며 나는 이 목표와 개인적인 연관이 있습니다. WWDA가 수행하고 있는 나머지 작업과 함께 디지털 트윈의 개념은 질병이 없는 세상을 현실로 만드는 데 도움을 줄 수 있습니다.

RF: 데이터에 대한 이해를 통해 하루에 2-3번 자신의 일상을 쉽게 접할 수 있고, 효과적인 건강 개입 전략(질병이 시작하기 전에 질병 중단하는 것)을 통해 스스로를 안내할 수 있다고 상상해보십시오. 이론적으로 인간은 130-150년을 살 수 있는 생물학적 잠재력을 가지고 있지만 질병으로 인해 평균 수명이 훨씬 낮습니다. 그것이 내게 동기 부여가 되는 것입니다. 사람들이 더 오래, 더 건강하게 더 행복한 삶을 살 수 있도록 도울 수 있는 가능성 말입니다.