慢性护理中患者数字孪生的语义框架
软件工程
2025-10-13 v1 新兴技术
摘要
个性化慢性护理需要整合多模态健康数据,以实现精确、自适应和预防性的决策。然而,大多数当前的数字孪生(DT)应用仍然局限于特定器官或绑定于孤立的数据类型,缺乏统一且保护隐私的基础。本文介绍了患者医疗数字孪生(PMDT),一个由本体驱动的体内患者框架,将生理、心理社会、行为和基因组信息整合到一个连贯的、可扩展的模型中。PMDT 以 OWL 2.0 实现,确保语义互操作性,支持自动推理,并支持在多样化临床上下文中的复用。其本体围绕模块化蓝图(患者、疾病与诊断、治疗与随访、轨迹、安全、路径和不良事件)构建,通过专门的视角进行形式化。这些蓝图通过专家研讨会、问卷调查以及欧盟 H2020 QUALITOP 项目中真实免疫治疗患者的试点研究进行了迭代完善和验证。评估确认了本体的覆盖范围、推理正确性、可用性以及 GDPR 合规性。结果表明,PMDT 能够统一异构数据、操作化能力问题,并以联邦式、保护隐私的方式支持描述性、预测性和规范性分析。通过弥合数据碎片化和语义标准化的差距,PMDT 为下一代数字健康生态系统提供了经过验证的基础,将慢性护理转变为主动、持续优化和公平的管理。
引用
@article{arxiv.2510.09134,
title = {A Semantic Framework for Patient Digital Twins in Chronic Care},
author = {Amal Elgammal and Bernd J. Krämer and Michael P. Papazoglou and Mira Raheem},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.09134},
year = {2025}
}
备注
This manuscript is currently under review at Software and Systems Modeling (SoSyM)