Sensor pendeteksi penyakit: Mendeteksi penyakit sebelum terlambat

• Penulis:
• nama penulis

  Pandangan ke Depan Quantumrun
• Oktober 3, 2022

Ringkasan wawasan

Para ilmuwan memanfaatkan teknologi sensor dan kecerdasan buatan (AI) untuk mendeteksi penyakit sejak dini, sehingga berpotensi mengubah layanan kesehatan dengan perangkat yang meniru kemampuan anjing dalam mencium penyakit atau menggunakan perangkat yang dapat dikenakan untuk memantau tanda-tanda vital. Teknologi baru ini menjanjikan dalam memprediksi penyakit seperti Parkinson dan COVID-19, dan penelitian lebih lanjut bertujuan untuk meningkatkan akurasi dan memperluas penerapannya. Kemajuan ini dapat memberikan dampak yang signifikan terhadap layanan kesehatan, mulai dari perusahaan asuransi yang menggunakan sensor untuk melacak data pasien hingga pemerintah yang mengintegrasikan diagnostik berbasis sensor ke dalam kebijakan kesehatan masyarakat.

Konteks sensor pendeteksi penyakit

Deteksi dan diagnosis dini dapat menyelamatkan nyawa, terutama untuk penyakit menular atau penyakit yang mungkin membutuhkan waktu berbulan-bulan atau bertahun-tahun untuk menunjukkan gejalanya. Misalnya, penyakit Parkinson (PD) menyebabkan kerusakan motorik (misalnya, tremor, kekakuan, dan masalah mobilitas) dari waktu ke waktu. Bagi banyak orang, kerusakan tidak dapat diubah ketika mereka menemukan penyakit mereka. Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan sedang meneliti berbagai sensor dan mesin yang dapat mendeteksi penyakit, dari yang menggunakan hidung anjing hingga yang menggunakan pembelajaran mesin (ML). 

Pada tahun 2021, koalisi peneliti, termasuk Massachusetts Institute of Technology (MIT), Universitas Harvard, Universitas Johns Hopkins di Maryland, dan Anjing Deteksi Medis di Milton Keynes, menemukan bahwa mereka dapat melatih kecerdasan buatan (AI) untuk meniru cara anjing bau penyakit. Studi ini menemukan bahwa program ML cocok dengan tingkat keberhasilan anjing dalam mendeteksi penyakit tertentu, termasuk kanker prostat. 

Proyek penelitian mengumpulkan sampel urin dari individu yang sakit dan sehat; sampel ini kemudian dianalisis untuk molekul yang dapat menunjukkan adanya penyakit. Tim peneliti melatih sekelompok anjing untuk mengenali bau molekul berpenyakit, dan peneliti kemudian membandingkan tingkat keberhasilan mereka dalam mengidentifikasi penyakit dengan ML. Dalam menguji sampel yang sama, kedua metode mencetak akurasi lebih dari 70 persen. Para peneliti berharap untuk menguji kumpulan data yang lebih luas untuk menunjukkan dengan tepat indikator signifikan dari berbagai penyakit secara lebih rinci. Contoh lain dari sensor pendeteksi penyakit adalah yang dikembangkan oleh MIT dan Universitas Johns Hopkins. Sensor ini menggunakan hidung anjing untuk mendeteksi kanker kandung kemih. Namun, meskipun sensor telah berhasil diuji pada anjing, masih ada beberapa pekerjaan yang harus dilakukan untuk membuatnya cocok untuk penggunaan klinis.

Dampak yang mengganggu

Pada tahun 2022, para peneliti mengembangkan e-nose, atau sistem penciuman AI, yang berpotensi dapat mendiagnosis PD melalui senyawa bau pada kulit. Untuk membangun teknologi ini, para ilmuwan dari China menggabungkan spektrometri massa kromatografi gas (GC) dengan sensor gelombang akustik permukaan dan algoritma ML. GC dapat menganalisis senyawa bau dari sebum (zat berminyak yang diproduksi oleh kulit manusia). Para ilmuwan kemudian menggunakan informasi tersebut untuk membangun sebuah algoritma untuk memprediksi secara akurat keberadaan PD, dengan akurasi 70 persen. Ketika para ilmuwan menerapkan ML untuk menganalisis seluruh sampel bau, akurasinya melonjak menjadi 79 persen. Namun, para ilmuwan mengakui bahwa lebih banyak penelitian dengan ukuran sampel yang luas dan bervariasi perlu dilakukan.

Sementara itu, di masa puncak pandemi COVID-19, penelitian terhadap data yang dikumpulkan oleh perangkat wearable, seperti Fitbit, Apple Watch, dan jam tangan pintar Samsung Galaxy, menunjukkan bahwa perangkat tersebut berpotensi mendeteksi infeksi virus. Karena perangkat ini dapat mengumpulkan data jantung dan oksigen, pola tidur, dan tingkat aktivitas, mereka dapat memperingatkan pengguna tentang penyakit potensial. 

Secara khusus, Rumah Sakit Mount Sinai menganalisis data Apple Watch dari 500 pasien dan menemukan bahwa mereka yang terinfeksi oleh pandemi COVID-19 menunjukkan perubahan dalam tingkat variabilitas jantung mereka. Para peneliti berharap bahwa penemuan ini dapat mengarah pada penggunaan perangkat yang dapat dikenakan untuk menciptakan sistem deteksi dini untuk virus lain seperti influenza dan flu. Sistem peringatan juga dapat dirancang untuk mendeteksi titik infeksi virus di masa depan, di mana departemen kesehatan dapat melakukan intervensi sebelum penyakit ini berkembang menjadi pandemi yang meluas.

Implikasi dari sensor pendeteksi penyakit

Implikasi yang lebih luas dari sensor pendeteksi penyakit dapat mencakup: 

• Penyedia asuransi mempromosikan sensor pendeteksi penyakit untuk pelacakan informasi perawatan kesehatan pasien. 
• Konsumen yang berinvestasi pada sensor dan perangkat berbantuan AI yang mendeteksi penyakit langka serta potensi serangan jantung dan kejang.
• Meningkatkan peluang bisnis bagi produsen perangkat wearable untuk mengembangkan perangkat pelacakan pasien waktu nyata.
• Dokter berfokus pada upaya konsultasi daripada diagnostik. Misalnya, dengan meningkatkan penggunaan sensor pendeteksi penyakit untuk membantu diagnosis, dokter dapat menghabiskan lebih banyak waktu untuk mengembangkan rencana perawatan yang dipersonalisasi.
• Organisasi penelitian, universitas, dan lembaga federal berkolaborasi untuk membuat perangkat dan perangkat lunak untuk meningkatkan diagnostik, perawatan pasien, dan deteksi pandemi skala populasi.
• Meluasnya penerapan sensor pendeteksi penyakit mendorong penyedia layanan kesehatan untuk beralih ke model layanan kesehatan prediktif, yang mengarah pada intervensi lebih awal dan hasil pasien yang lebih baik.
• Pemerintah merevisi kebijakan layanan kesehatan untuk mengintegrasikan diagnostik berbasis sensor, sehingga menghasilkan sistem pemantauan dan respons kesehatan masyarakat yang lebih efisien.
• Teknologi sensor memungkinkan pemantauan pasien jarak jauh, mengurangi biaya kunjungan ke rumah sakit dan layanan kesehatan, yang khususnya bermanfaat bagi komunitas pedesaan atau masyarakat yang kurang terlayani.

Pertanyaan untuk dipertimbangkan

• Jika Anda memiliki perangkat yang dapat dikenakan, bagaimana Anda menggunakannya untuk melacak statistik kesehatan Anda?
• Bagaimana lagi sensor pendeteksi penyakit dapat mengubah sektor perawatan kesehatan?