Objective: To review the possible options for digital twin technology in surgery, as well as to build a patent and publication landscape for identifying technological and academic leaders of the frontier.
Material and methods: Scientometric and patent analysis was performed.
Results: Possible options for digital twin technology in surgical practice were reviewed. Development of scientific and technological trend «digital twins in surgery» in the world was assessed (2002 - idea, concept, definition; 2007-2014 - large-scale studies in academic sector; 2014 - active participation of regulators in translation of pilot digital models of patient organs into practical healthcare; 2014-2017 - large-scale studies in business sector; 2018-2021 - development of a market of medical services based on digital twin technologies in surgery). According to scientometric and patent analysis of digital twins in surgery, there is no a single Russian-language article on to this issue in journals indexed in WOS at the end of 2021. Our country ranks the 23rd in the world regarding its share in the total number of patent applications for inventions.
Conclusion: Over a 20-year period, large-scale scientific projects have been carried out in the world to develop digital twin algorithms for surgery. Regulators were involved in the process of broadcasting their results into practical health care. Network interaction of all authors and beneficiaries of technological frontier occurred (research centers, hospitals, companies, manufacturers of medical equipment and information services). Technological ecosystems developed (startups, gazelles, investment seed capital). Technological leaders and key players in new market niches have been identified. Development of this field is insufficient in the Russian Federation. There are no qualified customers and companies in the real sector of economy that could become the beneficiaries of the frontier.
В конце 2021 г. в Российской Федерации анонсирована инициатива, направленная на создание цифрового двойника в отечественной системе здравоохранения в рамках проекта по модернизации первичного звена. Технологическое направление «цифровые двойники» (Digital Twins) вошло в перечень главных стратегических технологических мировых трендов 2019—2021 гг. Особенно большим потенциалом технологии цифровых двойников обладают для революционизации хирургической помощи.
Цель исследования: Обзор возможных способов применения технологии цифровых двойников в хирургии, а также построение патентного и публикационного ландшафтов для идентификации технологических и академических лидеров технологического тренда.
Методы: Наукометрический и патентный анализ.
Результаты: Выполнен обзор возможных вариантов использования технологии в хирургической практике. Прослежена хронология развития научно-технологического тренда «цифровые двойники в хирургии» в мире: 2002 г. — идея, концепция, определение; 2007—2014 гг. — развертывание широкомасштабных исследований в академическом секторе; 2014 г. — активное участие регуляторов в трансляции пилотных цифровых моделей органов пациента в практическое здравоохранение; 2014—2017 гг. — широкомасштабные исследования в предпринимательском секторе; 2018—2021 гг. — формирование рынка медицинских услуг, основанных на технологиях цифровых двойников в хирургии. Согласно данным наукометрического и патентного анализов по приоритетному направлению «цифровые двойники в хирургии», Российская Федерация на конец 2021 г. не имеет ни одной публикации по теме в изданиях, индексируемых в WOS и занимает 23-е место в мире по удельному весу в общем количестве патентных заявок на изобретение.
Заключение: В течение 20 лет в мире выполнены масштабные исследовательские проекты по разработке алгоритмов цифровых двойников для хирургии. В процесс трансляции их результатов в практическое здравоохранение включились регуляторы, возникло сетевое взаимодействие всех авторов и бенефициаров развития технологического фронтира (исследовательских центров, госпиталей, компаний, производителей медицинского оборудования и информационных сервисов), сформировались технологические экосистемы (стартапы, газели, инвестиционный посевной капитал), определились технологические лидеры и ключевые участники новых рыночных ниш. В Российской Федерации уровень развития данного направления следует признать недостаточным, отсутствуют квалифицированные заказчики и компании реального сектора экономики, способные стать бенефициарами фронтира.
Keywords: digital twins; patent landscape; platforms; publication landscape; surgery; technology leaders.