Sensores de detecção de doenças: detectando doenças antes que seja tarde demais

CRÉDITO DE IMAGEM:
Crédito da imagem
iStock

Sensores de detecção de doenças: detectando doenças antes que seja tarde demais

Sensores de detecção de doenças: detectando doenças antes que seja tarde demais

Texto do subtítulo
Pesquisadores estão desenvolvendo dispositivos que podem detectar doenças humanas para aumentar a probabilidade de sobrevivência do paciente.
    • Autor:
    • Nome do autor
      Previsão Quantumrun
    • 3 de outubro de 2022

    Resumo do insight

    Os cientistas estão a aproveitar tecnologias de sensores e inteligência artificial (IA) para detetar doenças precocemente, transformando potencialmente os cuidados de saúde com dispositivos que imitam a capacidade dos cães de cheirar doenças ou usar dispositivos vestíveis para monitorizar sinais vitais. Esta tecnologia emergente mostra-se promissora na previsão de doenças como Parkinson e COVID-19, e mais pesquisas visam aumentar a precisão e expandir as aplicações. Estes avanços poderão ter implicações significativas para os cuidados de saúde, desde as companhias de seguros que utilizam sensores para monitorizar os dados dos pacientes até aos governos que integram diagnósticos baseados em sensores nas políticas de saúde pública.

    Contexto dos sensores de detecção de doenças

    A detecção e o diagnóstico precoces podem salvar vidas, principalmente no caso de doenças infecciosas ou doenças que podem levar meses ou anos para que os sintomas apareçam. Por exemplo, a doença de Parkinson (DP) causa deterioração motora (por exemplo, tremores, rigidez e problemas de mobilidade) ao longo do tempo. Para muitas pessoas, os danos são irreversíveis quando descobrem a doença. Para resolver esse problema, os cientistas estão pesquisando diferentes sensores e máquinas que podem detectar doenças, desde aqueles que usam nariz de cachorro até aqueles que empregam aprendizado de máquina (ML). 

    Em 2021, uma coalizão de pesquisadores, incluindo o Massachusetts Institute of Technology (MIT), a Harvard University, a Johns Hopkins University em Maryland e a Medical Detection Dogs em Milton Keynes, descobriram que podem treinar inteligência artificial (IA) para imitar a maneira como os cães cheirar a doença. O estudo descobriu que o programa ML correspondia às taxas de sucesso de cães na detecção de certas doenças, incluindo câncer de próstata. 

    O projeto de pesquisa coletou amostras de urina de indivíduos doentes e saudáveis; essas amostras foram então analisadas em busca de moléculas que pudessem indicar a presença de doenças. A equipe de pesquisa treinou um grupo de cães para reconhecer o cheiro de moléculas doentes, e os pesquisadores compararam suas taxas de sucesso na identificação de doenças com as de ML. Ao testar as mesmas amostras, ambos os métodos obtiveram mais de 70% de precisão. Os pesquisadores esperam testar um conjunto de dados mais extenso para identificar os indicadores significativos de várias doenças com mais detalhes. Outro exemplo de sensor de detecção de doenças é o desenvolvido pelo MIT e pela Universidade Johns Hopkins. Este sensor usa narizes de cães para detectar câncer de bexiga. No entanto, embora o sensor tenha sido testado com sucesso em cães, ainda há algum trabalho a ser feito para torná-lo adequado para uso clínico.

    Impacto disruptivo

    Em 2022, os pesquisadores desenvolveram um nariz eletrônico, ou um sistema olfativo de IA, que pode potencialmente diagnosticar a DP por meio de compostos de odor na pele. Para construir essa tecnologia, cientistas da China combinaram cromatografia gasosa (GC)-espectrometria de massa com um sensor de ondas acústicas de superfície e algoritmos de ML. O GC pode analisar compostos de odor do sebo (uma substância oleosa produzida pela pele humana). Os cientistas então usaram as informações para construir um algoritmo para prever com precisão a presença de DP, com uma precisão de 70%. Quando os cientistas aplicaram ML para analisar todas as amostras de odor, a precisão saltou para 79%. No entanto, os cientistas reconhecem que mais estudos com um tamanho de amostra extenso e variado precisam ser conduzidos.

    Enquanto isso, durante o auge da pandemia de COVID-19, pesquisas sobre dados coletados por dispositivos vestíveis, como Fitbit, Apple Watch e smartwatch Samsung Galaxy, mostraram que esses dispositivos poderiam potencialmente detectar infecções virais. Como esses dispositivos podem coletar dados do coração e oxigênio, padrões de sono e níveis de atividade, eles podem alertar os usuários sobre possíveis doenças. 

    Em particular, o Mount Sinai Hospital analisou os dados do Apple Watch de 500 pacientes e descobriu que os infectados pela pandemia de COVID-19 apresentavam alterações em sua taxa de variabilidade cardíaca. Os pesquisadores esperam que essa descoberta possa levar ao uso de dispositivos vestíveis para criar um sistema de detecção precoce de outros vírus, como influenza e gripe. Um sistema de alerta também pode ser projetado para detectar focos de infecção para vírus futuros, onde os departamentos de saúde podem intervir antes que essas doenças se transformem em pandemias completas.

    Implicações dos sensores de detecção de doenças

    Implicações mais amplas dos sensores de detecção de doenças podem incluir: 

    • Provedores de seguros que promovem sensores de detecção de doenças para rastreamento de informações de saúde do paciente. 
    • Consumidores que investem em sensores e dispositivos assistidos por IA que detectam doenças raras e possíveis ataques cardíacos e convulsões.
    • Aumento das oportunidades de negócios para fabricantes de wearables desenvolverem dispositivos para rastreamento de pacientes em tempo real.
    • Médicos se concentrando em esforços de consultoria em vez de diagnósticos. Por exemplo, aumentando o uso de sensores de detecção de doenças para auxiliar no diagnóstico, os médicos podem gastar mais tempo desenvolvendo planos de tratamento personalizados.
    • Organizações de pesquisa, universidades e agências federais que colaboram para criar dispositivos e software para aprimorar diagnósticos, atendimento ao paciente e detecção de pandemia em escala populacional.
    • A adoção generalizada de sensores de deteção de doenças incentiva os prestadores de cuidados de saúde a mudar para modelos de cuidados de saúde preditivos, levando a intervenções mais precoces e a melhores resultados para os pacientes.
    • Os governos estão a rever as políticas de saúde para integrar diagnósticos baseados em sensores, resultando em sistemas de monitorização e resposta de saúde pública mais eficientes.
    • Tecnologia de sensores que permite o monitoramento remoto de pacientes, reduzindo visitas hospitalares e custos de saúde, o que é particularmente benéfico para comunidades rurais ou carentes.

    Questões a considerar

    • Se você possui um wearable, como você o usa para rastrear suas estatísticas de saúde?
    • De que outra forma os sensores de detecção de doenças podem mudar o setor de saúde?

    Referências de insights

    Os seguintes links populares e institucionais foram referenciados para esta percepção: