Les jumeaux numériques, une opportunité dans la santé

Intelligence artificielle, big data… ces mots qui trustent les titres de journaux recouvrent un champ de recherche et des innovations bien précises. Parmi elles, le jumeau numérique, qui consiste en une représentation virtuelle exacte d’un objet ou, dans le cas de la santé, d’un membre ou d’une partie du corps¹.

Un peu d’histoire

Le concept de jumeau numérique a été forgé au début des années 2000 par le Docteur Michael Grieves², alors enseignant à l’Université du Michigan. Il s’agit de considérer qu’une représentation entièrement numérisée d’un objet physique peut être utilisée comme un objet à part entière. Cette expression numérique de toutes les données remontées par l’objet matériel constitue une sorte de miroir virtuel qui peut ensuite être soumis aux mêmes contraintes, au même suivi, voire être utilisé pour effectuer des tests qu’il serait trop complexe de réaliser irl (in real life - dans le monde réel).

Ce type de modélisation en miroir permet une optimisation de l’utilisation des équipements ou de l’organisation du travail et des échanges, mais aussi une vraie sécurisation dans les contextes dangereux ou complexes. C’est la raison pour laquelle on l’utilise déjà dans l’aérospatial, le nucléaire, ou plus largement pour augmenter les performances dans l’industrie³.

Applications dans la santé

Adapté à l’être humain, ce concept de jumeau numérique permet plusieurs applications :

• Des simulations d’opérations⁴, pour entraîner le médecin dans les cas de chirurgies complexes et/ou s’adapter au maximum à la situation précise du patient.
• Des solutions personnalisées, en couplant cette technologie à celle de l’impression 3D, pour des prothèses par exemple.
• A terme, ces doubles numérisés pourraient aussi aider la recherche⁵, et tester, par exemple, l’effet de molécules sur le corps de patients de façon beaucoup plus rapide que ce que les tests cliniques permettent pour le moment.

Le cas Anatoscope

Basée à Montpellier, l’entreprise Anatoscope utilise justement ce concept de jumeau numérique pour aider les prothésistes. Quand ces derniers travaillent de façon traditionnelle, « ils réalisent un moulage du pied du patient, par exemple, puis fabriquent la prothèse en essayant d’imaginer l’angle idéal pour que le pied guérisse, explique François Faure, CEO d’Anatoscope. Nous, avec nos jumeaux numériques, nous sommes capables de réaliser une simulation bio-mécanique du mouvement du pied, quelque chose qui prenne en compte l’anatomie sous-jacente, comme la tension ou le relâchement des muscles sous la peau. »

Cette technologie transforme donc l’imagerie habituelle du corps du patient en visualisation en 3D de son anatomie, « dans laquelle elle représente les os, les tissus mous, les muscles et la forme qu’ils peuvent prendre » détaille son directeur. En prenant en compte les éléments de biomécanique qui permettent le mouvement d’une jambe ou d’un pied, elle permet de proposer des dispositifs médicaux adaptés bien plus précisément au corps du patient qu’auparavant. Dans le cas des prothèses dentaires, ces visualisations permettent aussi de simuler l’occlusion, la fermeture entre les dents et la prothèse, afin d’assurer que cette dernière ait une forme parfaitement adaptée. « L’avantage des jumeaux numériques, conclut François Faure, c’est leur capacité à recréer une anatomie virtuellement vivante, sur laquelle il devient donc possible de simuler le traitement pour en vérifier les effets. » Un pas de plus vers une médecine ultraspécialisée.

Louisah Tamaldi

Sources :

1 « Qu’est-ce que le jumeau numérique ? », Aras Open PLM Community, 02.05.2017
2 « Origins of the digital twins concept », Michael Grieves, 08.2016
3 « 5 cas d’utilisation du jumeau numérique en lien avec l’IOT », objetconnecté.com, 20.02.2018
4 Optimeyes – replaces guessing with knowing, youtube, 18.04.2018
5 « Votre jumeau numérique peut déjà être opéré. Et il prendra un jour des médicaments. », L’Obs, 30.09.2018