Сензори за откриване на болести: Откриване на болести, преди да е станало твърде късно

КРЕДИТ ЗА ИЗОБРАЖЕНИЕ:
Изображение на кредит
iStock

Сензори за откриване на болести: Откриване на болести, преди да е станало твърде късно

Сензори за откриване на болести: Откриване на болести, преди да е станало твърде късно

Подзаглавен текст
Изследователите разработват устройства, които могат да откриват човешки заболявания, за да увеличат вероятността за оцеляване на пациентите.
    • Автор:
    • име Автор
      Quantumrun Foresight
    • Октомври 3, 2022

    Резюме на прозрението

    Учените използват сензорни технологии и изкуствен интелект (AI) за ранно откриване на болести, потенциално трансформирайки здравеопазването с устройства, които имитират способността на кучетата да надушват болести или използват носими устройства за наблюдение на жизнените показатели. Тази нововъзникваща технология е обещаваща за предсказване на заболявания като Паркинсон и COVID-19, а по-нататъшните изследвания са насочени към повишаване на точността и разширяване на приложенията. Тези подобрения могат да предложат значителни последици за здравеопазването, от застрахователни компании, които използват сензори за проследяване на данни на пациенти, до правителства, интегриращи диагностика, базирана на сензори, в политиките за обществено здраве.

    Контекст на сензори за откриване на заболяване

    Ранното откриване и диагностика може да спаси животи, особено при инфекциозни заболявания или заболявания, при които симптомите може да отнеме месеци или години. Например, болестта на Паркинсон (PD) причинява двигателно влошаване (напр. треперене, скованост и проблеми с подвижността) с течение на времето. За много хора щетите са необратими, когато открият заболяването си. За да се справят с този проблем, учените изследват различни сензори и машини, които могат да откриват заболявания, от тези, които използват носовете на кучетата, до тези, които използват машинно обучение (ML). 

    През 2021 г. коалиция от изследователи, включително Масачузетския технологичен институт (MIT), Харвардския университет, Университета Джон Хопкинс в Мериленд и Медицинските кучета за откриване в Милтън Кейнс, откриха, че могат да обучат изкуствен интелект (AI) да имитира начина, по който кучетата надуши болестта. Проучването установи, че програмата ML съответства на успеваемостта на кучетата при откриване на определени заболявания, включително рак на простатата. 

    Изследователският проект събира проби от урина както от болни, така и от здрави индивиди; тези проби след това бяха анализирани за молекули, които биха могли да показват наличието на заболяване. Изследователският екип обучи група кучета да разпознават миризмата на болни молекули и след това изследователите сравняват техния успех при идентифициране на болестта с този на ML. При тестване на едни и същи проби и двата метода постигнаха над 70 процента точност. Изследователите се надяват да тестват по-обширен набор от данни, за да определят по-подробно значимите показатели за различни заболявания. Друг пример за сензор за откриване на заболяване е този, разработен от MIT и университета Джон Хопкинс. Този сензор използва носовете на кучетата, за да открие рак на пикочния мехур. Въпреки това, въпреки че сензорът е успешно тестван върху кучета, все още има какво да се направи, за да стане подходящ за клинична употреба.

    Разрушително въздействие

    През 2022 г. изследователите разработиха електронен нос или обонятелна система с изкуствен интелект, която потенциално може да диагностицира PD чрез миризми на кожата. За да изградят тази технология, учени от Китай комбинираха газова хроматография (GC)-масспектрометрия със сензор за повърхностни акустични вълни и ML алгоритми. GC може да анализира миризливи съединения от себум (мазно вещество, произведено от човешката кожа). След това учените са използвали информацията, за да изградят алгоритъм за точно прогнозиране на наличието на PD с точност от 70 процента. Когато учените приложиха ML, за да анализират всички проби от миризми, точността скочи до 79 процента. Въпреки това учените признават, че трябва да се проведат повече проучвания с обширен и разнообразен размер на извадката.

    Междувременно, по време на разгара на пандемията от COVID-19, изследвания върху данни, събрани от носими устройства, като Fitbit, Apple Watch и смарт часовник Samsung Galaxy, показаха, че тези устройства потенциално могат да открият вирусна инфекция. Тъй като тези устройства могат да събират данни за сърцето и кислорода, модели на сън и нива на активност, те могат да предупреждават потребителите за потенциални заболявания. 

    По-специално болницата Mount Sinai анализира данните на Apple Watch от 500 пациенти и откри, че тези, заразени от пандемията COVID-19, показват промени в променливостта на сърдечната си честота. Изследователите се надяват, че това откритие може да доведе до използването на носими устройства за създаване на система за ранно откриване на други вируси като грип и грип. Система за предупреждение може също да бъде проектирана за откриване на горещи точки на инфекция за бъдещи вируси, където здравните отдели могат да се намесят, преди тези болести да се развият в пълна пандемия.

    Последици от сензори за откриване на заболяване

    По-широките последици от сензорите за откриване на заболявания могат да включват: 

    • Доставчици на застрахователни услуги, популяризиращи сензори за откриване на заболяване за проследяване на здравна информация за пациенти. 
    • Потребители, инвестиращи в сензори и устройства, подпомагани от изкуствен интелект, които откриват редки заболявания и потенциални инфаркти и припадъци.
    • Увеличаване на бизнес възможностите за производителите на носими устройства за разработване на устройства за проследяване на пациенти в реално време.
    • Лекари, които се фокусират върху консултантски усилия, а не върху диагностика. Например, чрез увеличаване на използването на сензори за откриване на заболяване за подпомагане на диагнозата, лекарите могат да отделят повече време за разработване на персонализирани планове за лечение.
    • Изследователски организации, университети и федерални агенции, които си сътрудничат за създаване на устройства и софтуер за подобряване на диагностиката, грижите за пациентите и откриването на пандемия в популационен мащаб.
    • Широкото приемане на сензори за откриване на заболявания, насърчаващи доставчиците на здравни услуги да преминат към предсказуеми модели на здравеопазване, което води до по-ранни интервенции и подобрени резултати за пациентите.
    • Правителствата преразглеждат политиките за здравеопазване, за да интегрират диагностика, базирана на сензори, което води до по-ефективно наблюдение на общественото здраве и системи за реакция.
    • Сензорна технология, позволяваща дистанционно наблюдение на пациентите, намаляваща болничните посещения и разходите за здравеопазване, което е особено полезно за селските или недостатъчно обслужвани общности.

    Въпроси за разглеждане

    • Ако притежавате устройство за носене, как го използвате, за да проследявате здравните си статистики?
    • Как иначе сензорите за откриване на заболявания могат да променят сектора на здравеопазването?