Erfolgreiche COVID-19-Bekämpfung mithilfe eines Digital Twin

Die COVID-19-App des britischen Gesundheitsdienstes NHS hat bis zu 600.000 Infektionen verhindert und ist ein wichtiger Meilenstein im Zusammenhang mit der Entwicklung innovativer medizinischer Apps. Die umfassend getestete, medizinisch zugelassene App wurde innerhalb von nur 12 Wochen entwickelt und eingeführt und von mehr als 22 Millionen Menschen heruntergeladen. Mehr Informationen zur Entwicklung der App finden Sie hier.   

Was kaum bekannt ist: Mithilfe eines Digital-Twin-Ansatzes erlaubt die App es den Entscheidungsträgern, Virusstrukturen zu identifizieren, Hypothesen zu prüfen und die Auswirkungen geplanter Richtlinienänderungen besser zu verstehen.  

Was ist ein Digital Twin

Digit Twins werden häufig mit einer Simulation verwechselt. Dabei gibt es jedoch einen entscheidenden Unterschied: Während eine Simulation historische Daten verwendet, um das Ergebnis eines einzelnen Prozesses zu verstehen, verwendet ein Digital Twin verschiedene Echtzeit-Datensätze, um mehrere Simulationen parallel auszuführen und das Ergebnis mehrerer Prozesse zu verstehen. Dadurch trägt ein Digital Twin dazu bei, Prozesse, Dienstleistungen und Ressourcen präzise zu visualisieren, zu überwachen und zu optimieren.   

Bei richtiger Anwendung und entsprechender Daten-Governance können Digital Twins das Gesundheitswesen revolutionieren, wobei die Einsatzmöglichkeiten von klinischen Studien bis hin zur personalisierten Medizin reichen.  

Wie COVID-19 eindrucksvoll gezeigt hat, können sie noch dazu die Eindämmung von Pandemien unterstützen und zum besseren Verständnis der Folgen geplanter Sicherheitsmaßnahmen und -richtlinien beitragen.    

Von Daten zu verwertbaren Erkenntnissen

Um in einer Krise schnell die richtigen Maßnahmen ergreifen zu können, braucht es Zugang zu qualitativ hochwertigen, einheitlichen Echtzeitdaten. Doch die Datenerfassung vor Ort ist in einer solchen Situation mit zahlreichen Herausforderungen verbunden. Sie ist häufig langsam, komplex und fehleranfällig. Dazu kommt, dass die erfassten Daten immer nur so hilfreich sind wie die Methoden, die zu ihrer Analyse herangezogen werden.  

Aufgrund der Dringlichkeit der Pandemie waren Zeit und Ressourcen für die Investition in zusätzliche Kapazitäten in den Bereichen Data Science bzw. Analyse und Entwicklung begrenzt. Eine Herausforderung für den NHS und das internationale Zühlke Team.  

Die COVID-19-App erlaubte den sicheren Zugriff auf anonymisierte epidemiologische Daten. Mithilfe des Digital Twins sollten daraus die richtigen Schlüsse gezogen und zugänglich gemacht werden. Dadurch würde es möglich sein, Infektionen zu verhindern und Leben zu retten.  

Doch wie sah das Ganze in der Praxis aus?  

Digital Twin ermöglicht Livetests und Entscheidungsfindung in Echtzeit

Mithilfe der Digital-Twin-Technologie innerhalb der COVID-19-App des NHS wurde eine verhaltensbezogene Feedbackschleife erstellt. Diese bildete die Grundlage für die Entwicklung von Data Science Modellen und fortlaufende Analysen, um die relevanten Entscheidungsträger über die Ausbreitung des Virus zu informieren.  

Dabei wurde wie folgt vorgegangen:  

1. Sichere Datenerfassung: Der Digital Twin sammelt die relevanten Echtzeitdaten unter Gewährleistung der Anonymität und Privatsphäre der Benutzer.  

2. Umsetzbare Empfehlungen: Die epidemiologischen Daten wurden leitenden Entscheidungsträgern im Vereinigten Königreich über einen gesonderten Kanal zur Verfügung gestellt, einschließlich datengestützter Empfehlungen dazu, wie sich COVID-19-Ausbrüche auf lokaler und nationaler Ebene minimieren lassen.

3. Szenariotests: Livetests trugen zum besseren Verständnis der Auswirkungen geänderter Lockdown-Maßnahmen bei (z. B. in Bezug auf die Auswirkungen von Maßnahmenverschärfungen in einer bestimmten Region).  

4. Analysen und Modelle basierend auf Data Science: Auf dieser Grundlage konnten das Zühlke Team Analysen basierend auf Data Science durchführen, um Modelle zu erstellen und mit verschiedenen Szenarien zu experimentieren.   

Der Digital Twin hat leitende Entscheidungsträger maßgeblich dabei unterstützt, die Folgen ihrer Entscheidungen vorauszusehen und zu überwachen, und ihnen die Flexibilität gegeben, Maßnahmen zeitnah an sich rasch verändernde Virusstrukturen anzupassen.  

Interne Dashboards boten dem Lenkungsausschuss Livevisualisierungen der gemeldeten Fälle, der beantragten Entschädigungen im Isolierungsfall sowie weiterer wichtiger Kennzahlen. Der Ausschuss machte sich diese Visualisierungen zunutze, um die Auswirkungen verschiedener Optionen schnell zu verstehen und auf dieser Grundlage Entscheidungen zu treffen.  

Digital Twins im Gesundheitswesen haben eine vielversprechende Zukunft 

Dank der Digital-Twin-Technologie waren in einer Krisensituation schnelle Reaktionen und Livetests im ganzen Land in nie dagewesenem Umfang möglich. Dank der Feedbackschleife, die App-Benutzer über einen möglichen Kontakt mit dem Virus informiert, konnten diese ihr eigenes Risiko reduzieren und ihr Verhalten entsprechend anpassen. Gleichzeitig halfen Daten aus der App in Verbindung mit anderen Datensätzen politischen Entscheidungsträgern dabei, die Folgen ihres Handelns – wie die Lockerung oder Verschärfung von Maßnahmen oder die Verhängung von Lockdowns – besser einzuschätzen.    

Durch die Umwandlung von Daten in verwertbare Erkenntnisse – sowie die Möglichkeit, dieses Wissen in Echtzeit zu visualisieren und zu überwachen – verhalf der Digital Twin leitenden Entscheidungsträgern zu einem besseren Verständnis entscheidender Aspekte, einschließlich der Frage, ob bestimmte Maßnahmen dazu geeignet sind, die Zahl der Krankenhauseinweisungen zu reduzieren.  

Ohne diese innovative Technologie wäre es deutlich schwieriger gewesen, den komplexen Anforderungen der Pandemie gerecht zu werden. In Zukunft werden Digital Twins zweifellos auch in anderen Bereichen des öffentlichen Gesundheitswesens, in denen es komplexe Herausforderungen zu bewältigen gilt, eine zentrale Rolle spielen. 

Wenn Sie mehr zu diesem Thema erfahren möchten oder sich für die Einsatzmöglichkeiten von Digital Twins in anderen Branchen interessieren, setzen Sie sich gerne jederzeit mit uns in Verbindung. Gemeinsam mit unseren Kunden finden wir innovative Lösungen für komplexe Herausforderungen in einer Vielzahl von Bereichen.