L’evoluzione dei gemelli digitali in ambito medico

Queste versioni digitali di “noi” o dei nostri organi evolvono costantemente, aggiornandosi in tempo reale grazie alle informazioni trasmesse dal “gemello” fisico, permettendo simulazioni dinamiche, analisi e previsioni molto accurate. Negli ultimi anni, l’impiego dei gemelli digitali è cresciuto in modo esponenziale grazie all’espansione dell’Internet delle cose (IoT), del cloud computing, dell’intelligenza artificiale e della disponibilità di dati ad alta risoluzione. Il loro mercato globale è stimato in forte crescita sia in ambito industriale sia sanitario, con applicazioni che aumentano per numero e complessità già nel 2021 Accenture ² stimava che il 66% dei dirigenti sanitari avrebbe investito in questo settore. Le principali aziende tecnologiche e biomedicali stanno investendo fortemente in questa tecnologia. La ricerca clinica e i trial sperimentali traggono sempre più vantaggio dai digital twin per predire scenari³, ridurre errori e velocizzare la messa a punto di terapie e servizi personalizzati.

Fonte: Accenture Digital Health Technology Vision 2021

Le applicazioni dei digital twin in cardiologia 

I gemelli digitali in cardiologia funzionano creando una replica virtuale personalizzata del cuore di un paziente, costituita da migliaia di piccoli segmenti che riproducono le proprietà specifiche del tessuto cardiaco basandosi su dati clinici reali, come immagini MRI, ECG e parametri emodinamici. Questo modello digitale simula il battito cardiaco, l’attività elettrica e il flusso sanguigno, permettendo di osservare il comportamento del cuore in condizioni normali o patologiche. Nella pratica, i dati clinici del paziente vengono acquisiti da esami diagnostici (MRI, ECG, pressione sanguigna) e inseriti in modelli computazionali avanzati che, con algoritmi di machine learning, calibrano il gemello digitale sul profilo individuale. Questo modello virtuale può poi essere usato per simulare scenari clinici, testare procedure o farmaci e supportare decisioni terapeutiche personalizzate, riducendo rischi e tempi. In cardiologia⁴, i gemelli digitali permettono di anticipare rischi legati ad aritmie, ischemie e altre patologie cardiovascolari, simulando come il cuore risponderebbe a diversi fattori di rischio, età, obesità o stili di vita. Gli specialisti possono testare virtualmente procedure, come l’impianto di pacemaker o l’ablazione di tessuti aritmici, scegliendo la strategia più efficace e sicura per il paziente⁵. Permettono inoltre di personalizzare le cure, di calibrare i trattamenti⁶ (farmaci, dispositivi, interventi chirurgici) sulle caratteristiche uniche di ogni paziente, ottimizzando l’efficacia e riducendo effetti indesiderati.

Nel 2025, una ricerca internazionale⁷ ha creato più di 3.800 cuori virtuali individualizzati, mostrando che queste simulazioni aiutano a capire come età e obesità modifichino l’attività elettrica e i rischi associati del cuore, supportando nuove strategie di prevenzione su misura. Studi come quello dell’Università di Maastricht⁸ utilizzano gemelli digitali per predire la risposta di pazienti con scompenso cardiaco a un pacemaker, migliorando la selezione e la pianificazione delle terapie personalizzate in tempo reale. Inoltre, i digital twin vengono già sperimentati per localizzare aree aritmogene in strutture complesse⁹ come nella fibrillazione atriale, guidando in maniera più precisa l’ablazione o altre procedure interventistiche.

Ma quali sono i benefici specifici¹⁰ nell’utilizzare i digital twin in cardiologia? Proviamo a sintetizzarli:

• Diagnosi più precisa e predizione personalizzata del rischio di eventi cardiaci.
• Pianificazione chirurgica ottimizzata, con prove virtuali delle strategie da adottare.
• Innovazione nella ricerca: riduzione di test su pazienti reali, grazie a sperimentazione e “trial in silico”.
• Miglioramento della sicurezza dei trattamenti attraverso simulazioni dinamiche delle possibili reazioni individuali.