在数字医疗技术的一次示范中，塔塔咨询服务公司(TCS)创建了一位残奥会运动员心脏的数字孪生体。
这是该IT巨头"未来运动员项目"的一部分，该项目展望了医疗保健和体育分析的未来。随着数字技术的进步和价格更加亲民，个性化医疗监测正成为大众市场的现实。
该项目中，该公司创建了残奥会运动员米莉·皮克尔斯心脏的数字孪生体，通过传感器和人工智能(AI)在训练期间监测她的心脏状况。
29岁的皮克尔斯在20岁时因触电事故导致右腿膝盖以下截肢，并失去了左脚的两个脚趾（包括大脚趾）——她称之为"健全脚"。她计划明年在不到四个半小时内完成伦敦马拉松，并利用数字健康技术来实现这一目标。
通过使用传感器和人工智能，TCS在皮克尔斯训练后提供个性化的洞察。
新目标
尽管不是职业运动员，皮克尔斯表示她"一直非常热爱运动"，并希望在遭遇可怕事故后重返跑步。
她的马拉松目标源于2023年，当时她成为首位完成艰苦的红牛400赛的截肢者。红牛400被描述为世界上最陡峭的400米赛跑，参赛者需要攀爬滑雪跳台。
在观看赛事视频后，她决定参加比赛。"因为看到视频时我感到害怕，所以我想'我必须参加'"，皮克尔斯说。"当我到达顶点后，这真的让我树立了自信。它成为了一个参考点，证明我能够完成困难的事情，"她说。"我想，'下一件事是什么？'所以，显然是伦敦马拉松。"
伦敦马拉松意味着42公里的巨大距离跨越。在做决定时，她跑过的最长距离是3公里。"这是一个真正的巨大跨越，所以训练很有挑战性，因为这一切对我来说都很陌生，"皮克尔斯说。
正确训练的重要性在她第一次参加马拉松后变得明显。在训练期间的一次半程马拉松后，她不得不坐了三周轮椅。当她参加第一次全程马拉松时，跑到约31公里处，由于她的"健全脚"上的伤口开始大量流血，她被迫步行完成剩余赛程，并被建议停止比赛。
皮克尔斯已经完成了第二次马拉松，但受伤迫使她步行了部分赛程。然而，她一如既往地坚定，目标是在2027年伦敦马拉松中以四小时半内完赛，并将参加今年赛事的8公里部分作为准备。
皮克尔斯告诉《Computer Weekly》，由于她的身体挑战，她在跑步方面需要高度个性化的建议。"你在网络上听到人们说'你应该这样做，你应该那样做'，很难确切知道该做什么，所以拥有这种个性化建议非常棒，"她说。
"例如，在参加两次马拉松时，我在恢复方面遇到困难，只是感到非常疲倦，不明白原因，"皮克尔斯说。"当这个项目找到我时，我想'这太棒了，因为我可以真正了解自己的身体以及如何更好地恢复'。"
未来科技
塔塔咨询服务公司英国创新部门负责人维德·森(Ved Sen)告诉《Computer Weekly》，皮克尔斯使用的可穿戴传感器进行的是他所描述的"消费级心电图"。
"它会捕捉心律以及来自身体的各种读数的大量数据，"他说。"从一天的数据中，我们可以进行分析，并在第二天早上将结果反馈给运动员，以了解训练的哪些方面是正确的。"
有两个团队负责这些数据收集和分析：一个在加利福尼亚专门从事运动员监测服务；另一个健康团队在印度。
这些洞察高度个性化——例如，皮克尔斯现在知道，与大多数人不同，睡前训练不会影响她的睡眠。
森表示，心脏有许多参数，其中一些更容易读取，如心率。"智能手表会告诉你何时心率升高以及何时恢复正常，"他说。"这很好，但很表面。"
森补充说，TCS团队可以查看心脏腔室扩张和收缩等参数，并回答诸如"它收缩和扩张的力度有多大，恢复正常功能需要多长时间？"等问题。
"例如，在米莉的案例中，我们意识到，虽然许多表面参数恢复正常，感觉她已经完全从跑步中恢复，但仍有不太明显的方面，仍在给心脏带来压力，"他说。"这可能意味着，与其说需要四个小时从跑步或训练中恢复，可能需要六个小时。"
皮克尔斯说："这要个性化得多，这很好，因为例如，我已经了解到，如果睡眠不足，它会告诉我我还没有准备好训练。人们说睡眠很重要，但我感觉自己实际上了解并理解了身体发生了什么以及为什么我需要更多睡眠。所以，我开始改善睡眠并保持更规律的就寝时间，现在我更愿意训练。"
她说，心脏读数还帮助她了解情绪如何影响训练。
森表示，这种技术将支持医疗保健行业日益关注健康问题的预防。"医疗保健领域正从治疗转向预防，因为那里才是真正的价值所在，"他说。
"我们的团队在问这样的问题：'我们能否为人体器官创建数字孪生体？'我们可以模拟各种场景。根据来自任何资产或器官的大量数据，我们可能能够构建一个模型，运行它并说'在这些条件下，这个器官或身体的这部分以某种方式运作，或不运作'。"
传感器收集并通过AI分析的数据可以帮助各个级别的跑步者。TCS还与2018年波士顿马拉松冠军德斯·林登(Des Linden)进行了同样的项目。
"对于米莉，问题是作为业余跑步者，她如何在不受伤的情况下完成马拉松，而对于德斯·林登，则是如何将个人最佳成绩缩短两分钟，"森说。
更大图景
这项技术创新不仅关乎更有效的训练，还关乎医疗保健行业如何利用技术预防疾病并改善医疗保健。
如今的传感器技术价格更具吸引力，适合更广泛使用，而AI的进步意味着可以分析大量数据，为医疗保健行业采用数字预防医学提供了理想条件。
TCS在加利福尼亚的团队正在养老院使用这些技术来监测老年人行走时的情况，帮助他们了解自己的局限性和适合的运动。目标是让老年人保持更长时间的行动能力。
森表示，化妆品等行业也可以从人们皮肤的数字孪生体中受益。例如，这可以让公司定制适合特定人群的面霜。
"我们可以在显微镜下分析皮肤的所有不同层次，然后创建一个模型，显示皮肤在特定条件下的行为方式，"他说。
这种技术进步的另一个好处可能是消除在动物身上进行测试的需要。"这应该是这种技术的一个愉快结果，"森说。
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