Senzory detekující nemoc: Detekce nemocí, než bude příliš pozdě

KREDIT OBRAZU:
Kredit
iStock

Senzory detekující nemoc: Detekce nemocí, než bude příliš pozdě

Senzory detekující nemoc: Detekce nemocí, než bude příliš pozdě

Text podnadpisu
Vědci vyvíjejí zařízení, která dokážou detekovat lidské nemoci, aby zvýšili pravděpodobnost přežití pacientů.
    • Autor:
    • jméno autora
      Quantumrun Foresight
    • Října 3, 2022

    Shrnutí statistik

    Vědci využívají senzorové technologie a umělou inteligenci (AI) k včasné detekci nemocí a potenciálně transformují zdravotní péči pomocí zařízení, která napodobují schopnost psů cítit nemoc nebo používají nositelná zařízení k monitorování životních funkcí. Tato nově vznikající technologie je slibná v předpovídání nemocí, jako je Parkinsonova choroba a COVID-19, a další výzkum je zaměřen na zvýšení přesnosti a rozšíření aplikací. Tyto pokroky by mohly mít významné důsledky pro zdravotní péči, od pojišťoven používajících senzory pro sledování údajů o pacientech až po vlády integrující diagnostiku založenou na senzorech do politik veřejného zdraví.

    Kontext senzorů detekujících nemoc

    Včasná detekce a diagnostika může zachránit životy, zejména u infekčních nemocí nebo nemocí, u kterých může trvat měsíce nebo roky, než se příznaky projeví. Například Parkinsonova nemoc (PD) v průběhu času způsobuje zhoršení motoriky (např. třes, rigiditu a problémy s pohyblivostí). Pro mnoho lidí jsou škody nevratné, když svou nemoc odhalí. K vyřešení tohoto problému vědci zkoumají různé senzory a stroje, které dokážou detekovat nemoci, od těch, které používají psí nosy, až po ty, které využívají strojové učení (ML). 

    V roce 2021 koalice výzkumníků, včetně Massachusetts Institute of Technology (MIT), Harvard University, Johns Hopkins University v Marylandu a Medical Detection Dogs v Milton Keynes, zjistila, že mohou trénovat umělou inteligenci (AI), aby napodobovala způsob, jakým psi cítit nemoc. Studie zjistila, že program ML odpovídal úspěšnosti psů při odhalování určitých onemocnění, včetně rakoviny prostaty. 

    Výzkumný projekt shromáždil vzorky moči od nemocných i zdravých jedinců; tyto vzorky byly poté analyzovány na molekuly, které by mohly indikovat přítomnost onemocnění. Výzkumný tým vycvičil skupinu psů, aby rozpoznali pach nemocných molekul, a výzkumníci poté porovnali jejich úspěšnost při identifikaci nemoci s mírou ML. Při testování stejných vzorků dosáhly obě metody více než 70procentní přesnosti. Vědci doufají, že otestují rozsáhlejší soubor dat, aby mohli podrobněji určit významné ukazatele různých onemocnění. Dalším příkladem senzoru detekujícího onemocnění je senzor vyvinutý MIT a Johns Hopkins University. Tento senzor používá psí nosy k detekci rakoviny močového měchýře. I když byl senzor úspěšně testován na psech, je třeba ještě udělat kus práce, aby byl vhodný pro klinické použití.

    Rušivý dopad

    V roce 2022 výzkumníci vyvinuli e-nos nebo AI čichový systém, který může potenciálně diagnostikovat PD prostřednictvím pachových sloučenin na kůži. K vybudování této technologie vědci z Číny zkombinovali plynovou chromatografii (GC)-hmotnostní spektrometrii se senzorem povrchových akustických vln a ML algoritmy. GC může analyzovat pachové sloučeniny z kožního mazu (mastná látka produkovaná lidskou kůží). Vědci pak použili informace k sestavení algoritmu pro přesnou předpověď přítomnosti PD s přesností 70 procent. Když vědci použili ML k analýze všech vzorků pachu, přesnost vyskočila na 79 procent. Vědci však uznávají, že je třeba provést více studií s rozsáhlou a různorodou velikostí vzorku.

    Mezitím, během vrcholu pandemie COVID-19, výzkum dat shromážděných nositelnými zařízeními, jako jsou Fitbit, Apple Watch a chytré hodinky Samsung Galaxy, ukázal, že tato zařízení mohou potenciálně detekovat virovou infekci. Vzhledem k tomu, že tato zařízení mohou shromažďovat údaje o srdci a kyslíku, spánkové vzorce a úrovně aktivity, mohou uživatele varovat před potenciálními chorobami. 

    Nemocnice Mount Sinai Hospital analyzovala data Apple Watch od 500 pacientů a zjistila, že ti infikovaní pandemií COVID-19 vykazovali změny srdeční variability. Výzkumníci doufají, že tento objev může vést k použití nositelných zařízení k vytvoření systému včasné detekce jiných virů, jako je chřipka a chřipka. Varovný systém může být také navržen tak, aby detekoval ohniska infekce pro budoucí viry, kde mohou zdravotní oddělení zasáhnout dříve, než se tyto nemoci rozvinou v plnohodnotné pandemie.

    Důsledky senzorů detekujících onemocnění

    Širší důsledky senzorů detekujících onemocnění mohou zahrnovat: 

    • Poskytovatelé pojištění propagující senzory pro detekci nemocí pro sledování informací o zdravotní péči o pacienty. 
    • Spotřebitelé investující do senzorů a zařízení s podporou umělé inteligence, která detekují vzácná onemocnění a potenciální infarkty a záchvaty.
    • Zvýšení obchodních příležitostí pro výrobce nositelných zařízení k vývoji zařízení pro sledování pacienta v reálném čase.
    • Lékaři se zaměřují spíše na poradenství než na diagnostiku. Například zvýšením používání senzorů detekujících onemocnění, které pomáhají při diagnostice, mohou lékaři trávit více času vytvářením personalizovaných léčebných plánů.
    • Výzkumné organizace, univerzity a federální agentury spolupracující na vytváření zařízení a softwaru pro zlepšení diagnostiky, péče o pacienty a detekce pandemie na úrovni populace.
    • Široké zavádění senzorů detekujících onemocnění, které povzbuzuje poskytovatele zdravotní péče k přechodu na prediktivní modely zdravotní péče, což vede k dřívějším intervencím a lepším výsledkům pacientů.
    • Vlády revidují zdravotnickou politiku s cílem integrovat diagnostiku založenou na senzorech, což vede k účinnějšímu monitorování veřejného zdraví a systémům reakce.
    • Technologie senzorů umožňující vzdálené monitorování pacientů, snižuje návštěvy nemocnic a náklady na zdravotní péči, což je výhodné zejména pro venkovské komunity nebo komunity s nedostatečnými službami.

    Otázky k zamyšlení

    • Pokud vlastníte nositelné zařízení, jak jej používáte ke sledování svých zdravotních statistik?
    • Jak jinak mohou senzory detekující nemoci změnit sektor zdravotnictví?

    Statistikové reference

    Následující populární a institucionální odkazy byly uvedeny pro tento náhled: