病気を検出するセンサー: 手遅れになる前に病気を検出する

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病気を検出するセンサー: 手遅れになる前に病気を検出する

病気を検出するセンサー: 手遅れになる前に病気を検出する

小見出しのテキスト
研究者は、患者の生存の可能性を高めるために、人間の病気を検出できるデバイスを開発しています。
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      クォンタムラン・フォーサイト
    • 2022 年 10 月 3 日

    洞察の要約

    科学者たちはセンサー技術と人工知能(AI)を活用して病気を早期に発見し、犬の病気の匂いを嗅ぐ能力を模倣したり、ウェアラブルを使用してバイタルサインを監視したりするデバイスによって医療を変革する可能性がある。この新興技術は、パーキンソン病や新型コロナウイルス感染症などの病気の予測において有望であることが示されており、精度の向上と応用の拡大を目指してさらなる研究が行われています。これらの進歩は、患者データ追跡にセンサーを使用する保険会社から、センサーベースの診断を公衆衛生政策に統合する政府に至るまで、医療に重大な影響を与える可能性があります。

    病気を検出するセンサーのコンテキスト

    早期の発見と診断は、特に感染症や症状が現れるまでに数か月または数年かかる病気の場合、命を救うことができます。 例えば、パーキンソン病 (PD) は、時間の経過とともに運動機能の低下 (例えば、震え、こわばり、可動性の問題) を引き起こします。 多くの人にとって、病気を発見したときの損害は取り返しのつかないものです。 この問題に対処するために、科学者は、犬の鼻を使用するものから機械学習 (ML) を使用するものまで、病気を検出できるさまざまなセンサーと機械を研究しています。 

    2021 年、マサチューセッツ工科大学 (MIT)、ハーバード大学、メリーランド州のジョンズ ホプキンス大学、ミルトン キーンズの医療探知犬を含む研究者の連合は、人工知能 (AI) を訓練して犬のやり方を模倣できることを発見しました。においがする病気。 この研究では、ML プログラムが、前立腺がんを含む特定の病気の検出における犬の成功率と一致することがわかりました。 

    この研究プロジェクトでは、病気の人と健康な人の両方から尿サンプルを収集しました。 次に、これらのサンプルを分析して、疾患の存在を示す可能性のある分子を調べました。 研究チームは、病気の分子の匂いを認識するように犬のグループを訓練し、研究者は病気を識別する成功率をMLの成功率と比較しました。 同じサンプルをテストしたところ、どちらの方法でも 70% 以上の精度が得られました。 研究者は、さまざまな疾患の重要な指標をより詳細に特定するために、より広範なデータセットをテストしたいと考えています。 病気を検出するセンサーのもう XNUMX つの例は、MIT とジョンズ・ホプキンス大学によって開発されたセンサーです。 このセンサーは、犬の鼻を使って膀胱がんを検出します。 ただし、センサーは犬でのテストに成功していますが、臨床使用に適したものにするためには、まだいくつかの作業が必要です。

    破壊的な影響

    2022 年、研究者は e ノーズ (AI 嗅覚システム) を開発しました。これは、皮膚の匂い化合物を介して PD を診断できる可能性があります。 この技術を構築するために、中国の科学者は、ガスクロマトグラフィー (GC) 質量分析と表面弾性波センサーおよび ML アルゴリズムを組み合わせました。 GC は、皮脂 (人間の皮膚によって生成される油性物質) からの臭気化合物を分析できます。 次に、科学者はその情報を使用してアルゴリズムを構築し、PD の存在を 70% の精度で正確に予測しました。 科学者が ML を適用して匂いサンプル全体を分析したところ、精度は 79% に跳ね上がりました。 しかし、科学者は、広範かつ多様なサンプルサイズでより多くの研究を実施する必要があることを認めています.

    一方、COVID-19 パンデミックの最盛期に、Fitbit、Apple Watch、Samsung Galaxy スマートウォッチなどのウェアラブルによって収集されたデータに関する研究では、これらのデバイスがウイルス感染を検出できる可能性があることが示されました。 これらのデバイスは、心臓と酸素のデータ、睡眠パターン、活動レベルを収集できるため、潜在的な病気についてユーザーに警告することができます。 

    特に、マウント サイナイ病院は 500 人の患者からの Apple Watch データを分析し、COVID-19 パンデミックに感染した患者が心拍変動率に変化を示していることを発見しました。 研究者は、この発見がウェアラブルを使用して、インフルエンザやインフルエンザなどの他のウイルスの早期検出システムを作成できることを期待しています。 警告システムは、将来のウイルスの感染ホットスポットを検出するように設計することもできます。これらの病気が本格的なパンデミックに発展する前に、保健部門が介入できます。

    病気を検出するセンサーの意味

    病気を検出するセンサーのより広い意味には、次のようなものがあります。 

    • 患者の医療情報を追跡するために病気を検出するセンサーを推進している保険会社。 
    • 希少疾患や潜在的な心臓発作や発作を検出する AI 支援センサーやデバイスに投資している消費者。
    • ウェアラブル メーカーがリアルタイムの患者追跡用デバイスを開発するビジネス チャンスが増加します。
    • 医師は、診断よりもコンサルティング活動に重点を置いています。 たとえば、診断を支援するために病気を検出するセンサーの使用を増やすことで、医師はパーソナライズされた治療計画の作成により多くの時間を費やすことができます。
    • 研究機関、大学、および連邦政府機関が協力して、診断、患者ケア、人口規模のパンデミック検出を強化するためのデバイスとソフトウェアを作成しています。
    • 疾病検出センサーの普及により、医療提供者は予測医療モデルへの移行が促進され、早期介入と患者転帰の改善につながります。
    • 政府はセンサーベースの診断を統合するために医療政策を改訂し、その結果、公衆衛生の監視と対応システムがより効率的になりました。
    • センサーテクノロジーにより、患者の遠隔モニタリングが可能になり、通院と医療費が削減されます。これは特に田舎の地域やサービスが十分に受けられていない地域にとって有益です。

    考慮すべき質問

    • ウェアラブルを所有している場合、健康状態を追跡するためにどのように使用しますか?
    • 病気を検出するセンサーは、ヘルスケア部門を他にどのように変えるでしょうか?