Aasta alguses käivitus TalTechi juhtimisel üle-euroopaline projekt digikaksikutel põhineva teadustaristu loomiseks tervishoius. Digitaalsed tervisekaksikud loovad uusi võimalusi krooniliste haiguste ja vähi ennetamiseks, haiguste täpsemaks diagnoosiks ja tõhusamaks raviks ning toetavad personaalse ja kaasava meditsiini arengut. Töötatakse välja seitse uuenduslikku kasutusjuhtu vähiravi, ravimite väljatöötamise, skisofreenia täppisravi ja keskkonnategurite analüüsi valdkondades.

Digikaksik aitab mõista, ravida ja prognoosida 

Digitaalne kaksik on patsiendi, haiguse, mõne bioloogilise protsessi või keskkonna interaktiivne mudel, mis võimaldab koguda, simuleerida ja analüüsida erinevaid terviseandmeid reaalajas. Digikaksikud aitavad paremini mõista haiguste tekkemehhanisme ning katsetada, kuidas patsient võiks ravile reageerida või kuidas haigus võiks areneda. Näiteks saab mudelisse sisestada andmed patsiendi genoomi, käitumise, vereplasma kohta, koostada haiguse mudeli ning katsetada erinevaid raviskeeme või prognoosida haiguse kulgu ilma tegelikult sekkumata. 

TalTechi teadlased osalevad skisofreenia ravi toetava digikaksiku väljatöötamisel. Skisofreenia ravi toimib täna vaid pooltel patsientidel ning paljudel on tugevad kõrvalnähud. Tahame teada saada, kellele ja miks ravi mõjub ning kuidas me seda ennustada saame. 

Skisofreenia digikaksiku väljatöötamisel osaleb Eesti ettevõte Protobios ning Tehnikaülikoolist Tõnis Timmuski ja Indrek Koppeli neurobioloogia uurimisrühmad. Neuroteadlased panustavad projekti andmetega loommudelitest, mis aitab mõista haiguse tekkemehhanisme raku tasemel. 

Ühine andmebaas, hajutatud taristu

Luuakse Euroopa teadusasutusi ühendav platvorm, kus andmed ja tehnoloogiad on koondatud n-ö ühtsesse kataloogi. Me toodame väga palju andmeid, aga ei oska nendest piisavalt teadmisi kätte saada. Andmete kasutamist takistavad ka erinevad andmestandardid ning andmekaitsega seotud piirangud. Meil oleks nagu tohutu suur raamatukogu, kuid võimatu on leida õiget raamatut, kuna puudub kataloog ja ligipääs on raskendatud. 

Projekti käigus luuaksegi see puuduolev kataloog – andmekogud ja ressursid kirjeldatakse ja standardiseeritakse ning töötatakse välja andmevahetuse standardid ja andmetele ligipääsu põhimõtted ning tugevdatakse andmekaitset. 

Mudelite treenimiseks kasutatakse hajutatud õppe metoodikat (federated learning), mis on meie projekti üks põhitugevusi. 

Hajutatud õpe on tulevikutehnoloogia, millega proovitakse lahendada ka andmete jagamise probleemi. Praegu on keeruline andmeid institutsioonide vahel jagada. Seda lahendataksegi hajutatud taristuga nii, et iga institutsiooni juurde tehakse oma andmesõlm. Seega ei edastata oma andmeid teistele, vaid igaüks treenib mudelit oma andmetega. 

Kõigepealt on muidugi vaja üldse mudel välja töötada. Seega kogutakse alguses kokku info, mis andmed kellelgi on, ning luuakse vastav mudel. Seejärel jagatakse ära, mis aspekti keegi treenib, sest andmed on erinevad. Iga täiendava kasutajaga, kes mudelit treenib, läheb see täpsemaks. Mudel on hiljem kättesaadav teistele. 

Tundlikud andmed nõuavad õrna käsitlemist 

Digitaalne kaksik on interaktiivne mudel, mis näeb välja kui hulk koodi, aga andmete kasutamiseks võib olla vaja neid visualiseerida. Kaksiku visualiseerimiseks kasutatakse tehnoloogiaid, eriti virtuaalreaalsust (VR) ja liitreaalsust (AR), mis võimaldavad muuta keerukad andmed, ennustused ja dünaamilised protsessid nähtavaks ja arusaadavaks. Projekti on kaasatud partnerid, kes aitavad otsustada, kus 3D visualiseerimisest kõige rohkem kasu oleks. Üks võimalik kasutusjuht on magnetresonantstomograafia (MRT), kus ohutuse õpetamiseks saaks kasutada VR-põhiseid simulatsioone. 

Terviseandmed on väga tundlikud ning nende kasutamisel ja jagamisel on palju aspekte, mida on vaja läbi mõelda. Seepärast on konsortsiumisse kaasatud andmeteadlased, juristid, eetika eksperdid ja ka Euroopa Tervisejuhtimise Assotsiatsioon (EHMA). Just eetika ekspertidel on selles valdkonnas palju tööd, hiljuti kaasatigi projekti partneritele lisaks neli välist eetikaeksperti. Üks projekti tulemus saab olema juhtimise ja eetika raamistik/juhend, mis on pärast kõikidele kättesaadav. 

Projekti eesmärgid haakuvad ka väga hästi TalTechi Tervise- ja toidutehnoloogiate fookustippkeskuse eesmärkide ja teemadega. Üheskoos panustame inimeste tervelt elatud aastate suurendamisele, tõstes meie võimekust järgmise põlvkonna lahenduste ja tehnoloogiate kasutamises nii krooniliste haiguste ja vähi ennetamisel ja ravil kui ka personaalse ja kaasava meditsiini jaoks. 

Projekti DTRIP4H rahastatakse Euroopa Horisont programmi raames ning see sai Euroopa Liidult 11,9 miljonit eurot toetust.

PILTIDE ALLKIRJAD

Pirjo Spuul

Tervise digikaksikute grupp

Artikkel ilmus Tehnikaülikooli ajakirjas Mente et Manu.