面向个性化医疗的人体数字孪生网络架构与关键支撑技术：综述
网络与互联网体系结构
2023-09-08 v3
摘要
数字孪生(DT)指一种以数字化方式精确表征实际物理实体的前景技术。DT 的一个典型优势在于，它不但可虚拟复现系统的详细运行，还能分析当前状态、预测未来行为并优化控制。尽管 DT 已广泛用于智能制造与交通等领域，其传统范式局限于非生命实体，如机器人与车辆。当应用于以人为中心的系统时，便提出了一种新概念——人体数字孪生(HDT)。特别地，HDT 可在计算模型中表征个体人体，并能动态反映分子状态、生理状态、情绪与心理状态以及生活方式演变。这些推动了 HDT 在个性化医疗(PH)中的预期应用，可助力远程监测、诊断、处方、手术与康复。然而，尽管潜力巨大，HDT 在不同方面面临显著研究挑战，并成为近期日益热门的课题。本综述聚焦 PH 应用中 HDT 的网络架构与关键技术，首先讨论 HDT 与传统 DT 的差异，随后给出 HDT 的通用框架与基本功能。接着分析其在 PH 应用中的设计需求与挑战。此后，我们概述 HDT 的网络架构，包括数据采集层、数据通信层、计算层、数据管理层以及数据分析与决策层。除详细回顾实现该网络架构的关键技术外，我们以展望 HDT 未来研究方向作结。
引用
@article{arxiv.2301.03930,
title = {Networking Architecture and Key Supporting Technologies for Human Digital Twin in Personalized Healthcare: A Comprehensive Survey},
author = {Jiayuan Chen and Changyan Yi and Samuel D. Okegbile and Jun Cai and Xuemin and Shen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.03930},
year = {2023}
}