Gêmeo digital: porque a Sophia não tem mais medo do câncer?Nossa visão tecnológica mostra como a inteligência artificial e a criação de gêmeos virtuais de pacientes podem revolucionar a terapia do câncer. Conheça Sophia, uma paciente do futuro.

Descubra como o futuro da terapia contra o câncer poderá ser graças aos avanços na tecnologia médica. Acompanhe a jornada de nossa paciente fictícia, Sophia. Embora nossa equipe de inovação tenha considerado diversos tipos de câncer e opções de tratamento, apresentamos aqui apenas um cenário possível para ilustrar como um futuro portfólio de produtos e soluções poderá aprimorar o tratamento do câncer.

Sophia tem passado por momentos difíceis. Há dois anos, a mulher de 58 anos foi diagnosticada com câncer de pulmão – mais especificamente, com câncer de pulmão de células não pequenas (NSCLC). [1] Há alguns meses, novas metástases, chamadas oligometástases, se formaram em seu fígado e coluna vertebral – um choque para Sophia e sua família.

O modelo digital da paciente conhece o curso do tratamento de Sophia e o plano de tratamento acordado com seus médicos. Ele conhece as preferências pessoais e a situação familiar de Sophia. Através de um aplicativo em seu smartphone, o modelo digital lembra Sophia quando uma consulta ou tratamento está próximo. Com base em recomendações científicas, sua gêmea digital oferece dicas e truques sobre o que ela pode fazer antes, durante e depois de um determinado tratamento para melhorar sua condição geral e bem-estar.

Os dados da gêmea digital de Sophia não ajudam apenas a própria Sophia; ela concordou em doar seus dados — de forma anonimizada, é claro. As informações são alimentadas por um gigante banco de dados, que podem ser usados para treinar algoritmos de IA, permitindo que a tomada de decisões baseada em IA seja constantemente aprimorada.

A inteligência artificial ajuda os centros médicos a simular sucessos terapêuticos para que a melhor próxima etapa possa ser escolhida. Alertas precoces baseados nos dados coletados permitem que os centros médicos não apenas agendem consultas para exames, diagnósticos e tratamentos de acompanhamento, mas também prevejam gargalos na capacidade de atendimento e ajustem seus recursos humanos de acordo.

Uma vez por semana, Sophie realiza uma biópsia líquida pela manhã, após escovar os dentes, este é um teste direcionado a detecção de células cancerígenas por uma amostra de sangue. Ela mesma retira a amostra furando o dedo.

Hoje, um alarme soou no dispositivo portátil de biossensores de Sophia: os biossensores detectaram anormalidades em seus exames de sangue que podem indicar uma progressão do câncer. Ao mesmo tempo, a IA envia uma mensagem de alerta para a equipe médica de Sophia e sugere uma estratégia para os próximos passos. Sophia está preocupada.

A oncologista responsável liga diretamente para Sophia e a tranquiliza. Seguindo a recomendação da IA, ela decide, juntamente com Sophia, que o próximo passo diagnóstico deve ser uma tomografia computadorizada (TC). A IA no aplicativo de compartilhamento de imagens no smartphone de Sophia identifica o melhor aparelho de TC para o exame. A IA verifica os recursos disponíveis e agenda uma consulta com Sophia para a TC, incluindo o local exato e as opções de deslocamento. Sophia é informada até mesmo sobre quem a encontrará para realizar a TC.

Dois dias depois, Sophia dirige-se ao local da sua tomografia computadorizada. Com base nos dados fornecidos pela irmã gêmea da paciente, que já armazenava as informações atualizadas do exame de sangue de Sophia, o aparelho de tomografia é ajustado de forma otimizada às suas necessidades específicas – mesmo antes de ela entrar no centro médico.

O técnico de radiologia no local precisa apenas verificar e confirmar as configurações ajustadas automaticamente no equipamento. Os técnicos de radiologia podiam até mesmo fazer isso a partir de seus computadores em casa ou de qualquer outro lugar, usando um tablet. A tecnologia de ponta permite a realização de exames médicos complexos a qualquer momento, mesmo em áreas remotas ou regiões com escassez de profissionais de saúde.

O tomógrafo computadorizado que a IA recomendou para Sophia realiza exames. Suas vantagens incluem uma dose de radiação reduzida e melhor qualidade de imagem. [4] As imagens de alta resolução e alto contraste do tomógrafo ajudam a equipe médica a reconhecer pequenos detalhes e diferenças nos tecidos, delineando assim a invasão tumoral. Em combinação com a IA, a radiômica permite obter informações adicionais importantes sobre o tumor a partir dos dados.

Uma equipe de especialistas médicos cuida de Sophia, com oncologistas de diversas áreas trabalhando em conjunto, mesmo estando em locais diferentes. Eles se reúnem virtualmente em uma reunião online de discussão de casos de tumores – uma espécie de mesa redonda digital. O objetivo é chegar a um diagnóstico preciso para Sophia, com base em todos os dados coletados até o momento a partir de seu gêmeo digital, e avaliar as opções de tratamento.

Todas as informações são apresentadas visualmente na forma de um avatar da paciente. Realidade virtual (VR) e óculos de realidade aumentada (RA) ajudam a equipe médica a compreender e interagir melhor com as informações complexas.

Infelizmente, a suspeita inicial se confirma. Ao comparar imagens de tomografias computadorizadas (TC) e ressonâncias magnéticas (RM) anteriores de Sophia, bem como imagens de um grande banco de dados de outros pacientes, a TC com contagem de fótons, em conjunto com inteligência artificial (IA), identifica padrões que o olho humano ainda não consegue detectar: um novo tumor está crescendo no pulmão esquerdo de Sophia.

Felizmente, o tumor ainda está em um estágio muito inicial. O avatar mostra exatamente onde ele está localizado. Mediante solicitação, os médicos também recebem dados adicionais, como os sinais vitais de Sophia, exames laboratoriais e dados genômicos. Todas essas informações são armazenadas automaticamente no dispositivo eletrônico de gravação da Sophia.

A IA utiliza o avatar para apresentar possíveis abordagens terapêuticas, permitindo que a equipe médica decida rapidamente sobre o tratamento subsequente: entre outras coisas, a IA criou um gêmeo digital do novo tumor com base em padrões genéticos, através de cálculos complexos envolvendo radiômica.

Esse procedimento reduz o número de amostras de tecido necessárias para a coleta do paciente. A terapia pode ser administrada de forma mais rápida e direcionada. Com base no gêmeo digital do tumor e do paciente, a IA prevê a probabilidade de o tumor responder às diversas formas de terapia e o grau de sucesso. A radioterapia [6] pode ajudar Sophia de forma mais eficaz atualmente?

Com base nas probabilidades calculadas e levando em consideração os efeitos colaterais esperados, bem como a relação custo-benefício, a IA fornece à equipe médica recomendações de tratamento.

Assim que os médicos definem um plano de ação, Sophia é incluída na reunião. Com a ajuda de um modelo de linguagem abrangente, a IA prepara as informações médicas complexas de forma que sejam fáceis de entender para a paciente. Os médicos informam Sophia sobre as próximas etapas do tratamento recomendadas e os riscos associados. Isso proporciona clareza a Sophia e reduz sua incerteza. Sophia opta, por fim, por se submeter à radioterapia assistida por IA.

Antes da introdução da IA, o planejamento da radioterapia era um processo demorado que frequentemente deixava os pacientes esperando por várias semanas. Com o auxílio da IA, o planejamento do tratamento e a radioterapia de Sophia agora podem ser feitos em poucas horas, no mesmo dia, evitando a perda de tempo precioso.

A IA planeja a capacidade do equipamento, coordena os agendamentos, auxilia no planejamento detalhado da radioterapia e ajusta as configurações de todos os dispositivos precisamente às necessidades de Sophia, com base em seus dados clínicos.

A IA gera então um gêmeo digital específico para a radioterapia planejada. Ela utiliza os dados do avatar de Sophia, como dados de tomografias computadorizadas e ressonâncias magnéticas recentes, bem como o reconhecimento, auxiliado por IA, dos órgãos de risco que precisam ser protegidos durante a irradiação. Determinar os limites entre o tecido tumoral e o saudável com a maior precisão possível é crucial para o sucesso do tratamento.

Com base em dados precisos, a IA calcula a quantidade e a distribuição da dose de radiação. O especialista em radiooncologia verifica todos os resultados gerados pela IA antes do início do tratamento.

A inteligência artificial calculou que Sophia deve receber uma dose total de radiação de 25 frações, distribuídas ao longo de várias semanas. Seu primeiro tratamento de radioterapia começará imediatamente. Com base nos dados do protocolo de tratamento, as configurações já foram ajustadas para administrar exatamente a dose calculada.

O acelerador linear possui uma função de imagem integrada que gera mais imagens médicas durante o tratamento. Ele reconhece como os tecidos moles e órgãos da paciente se movem, de modo a compensar esses movimentos. A tecnologia de sensores e a inteligência artificial integradas ao acelerador linear levam em consideração a respiração e as pausas respiratórias de Sophia durante a irradiação. Com a ajuda dessa tecnologia de imagem e da inteligência artificial, a dose de radiação pode ser concentrada com precisão no tumor, preservando o tecido circundante. Durante o controle de qualidade, os médicos podem verificar se o tratamento foi bem-sucedido, mesmo enquanto ainda está em andamento.

Para a segunda dose de radiação, alguns dias depois, a IA já havia avaliado o gêmeo digital da radioterapia com base nos resultados da primeira fração. Ela recomendou um ajuste na dose prescrita para o tratamento. O radiooncologista, então, decidiu se aceitaria o ajuste proposto para a dose de radiação na segunda fração. Após consultar Sophia, ele aprovou o protocolo.

O tumor no fígado de Sophia precisava de tratamento há cerca de um ano. Naquela época, seus médicos optaram por uma quimioembolização arterial transcateter (TACE) com base na recomendação da IA.

Em conjunto com outras tecnologias-chave, a IA também auxiliou a TACE, primeiramente recomendando à equipe médica os fios-guia e cateteres apropriados, bem como o melhor material de embolização para oclusão vascular direcionada. A IA verificou simultaneamente se esse material estava disponível no estoque do hospital. Para a angiografia com o objetivo de embolizar o suprimento sanguíneo do tumor, a IA recomendou o local de injeção correto, as vias de acesso e o melhor ângulo para o procedimento.

Ainda mais adiante, pacientes como Sophia poderão ser auxiliados por um robô cirúrgico de angiografia em um centro médico especializado. Sob controle e monitoramento constantes por profissionais de saúde, que podem intervir remotamente a qualquer momento, o robô cirúrgico de angiografia poderia guiar automaticamente o cateter pelos vasos sanguíneos e injetar os medicamentos e materiais necessários para a oclusão vascular do tumor. Isso permitiria que procedimentos complexos, raramente realizados e urgentes fossem oferecidos também em áreas rurais remotas.

Se Sophia precisar de um procedimento cirúrgico minimamente invasivo, os médicos poderiam usar realidade virtual para planejar e simular o procedimento com antecedência. Dessa forma, eles poderiam economizar tempo valioso na sala de cirurgia e minimizar o risco de complicações durante o procedimento. Na própria sala de cirurgia, seriam utilizados óculos de realidade aumentada para que os médicos tivessem todas as informações importantes sobre a saúde de Sophia literalmente "à vista" o tempo todo.

As informações nos óculos guiariam os cirurgiões durante o procedimento. Especialistas que não pudessem estar presentes fisicamente poderiam ser conectados via óculos para fornecer suas avaliações. Durante o procedimento, a inteligência artificial (IA) forneceria suporte em tempo real na tomada de decisões. Dessa forma, o processo e o progresso da operação poderiam ser simulados e recomendações ou alertas poderiam ser emitidos precocemente caso a IA detectasse desvios do procedimento planejado ou uma complicação iminente.

Como está Sophia algumas semanas depois? Sua radioterapia foi concluída. As avaliações atuais de seu avatar confirmam que o tratamento combateu com sucesso o tumor em seu pulmão.

A vida de Sophia continua. Mas seu câncer é uma doença crônica que ela mesma e seus médicos monitoram de perto: Sophia compartilha regularmente seu estado de saúde com sua equipe de tratamento por meio do aplicativo, comparece pontualmente às suas consultas de acompanhamento com base nos lembretes do aplicativo em seu celular, e faz seu exame de sangue semanal em casa.

Sophia sente-se bem cuidada: se surgir o menor sinal de piora em seu estado de saúde, sua gêmea digital a alertará imediatamente, assim como aos médicos que a tratam. A IA, juntamente com sua equipe médica, encontrará então uma opção de tratamento personalizada e baseada em evidências para Sophia – e continuará a ajudá-la a gerenciar sua saúde.