Senzory na detekciu chorôb: Detekcia chorôb skôr, ako bude príliš neskoro

OBRÁZOK PRE OBRÁZOK:
Obrazový kredit
iStock

Senzory na detekciu chorôb: Detekcia chorôb skôr, ako bude príliš neskoro

Senzory na detekciu chorôb: Detekcia chorôb skôr, ako bude príliš neskoro

Text podnadpisu
Vedci vyvíjajú zariadenia, ktoré dokážu odhaliť ľudské choroby, aby zvýšili pravdepodobnosť prežitia pacienta.
    • Autor:
    • meno autora
      Predvídavosť Quantumrun
    • Októbra 3, 2022

    Súhrn prehľadu

    Vedci využívajú senzorové technológie a umelú inteligenciu (AI) na včasné odhalenie chorôb, čím potenciálne transformujú zdravotnú starostlivosť pomocou zariadení, ktoré napodobňujú schopnosť psov cítiť chorobu alebo používajú nositeľné zariadenia na monitorovanie životných funkcií. Táto nová technológia je sľubná pri predpovedaní chorôb, ako je Parkinsonova choroba a COVID-19, a ďalší výskum je zameraný na zvýšenie presnosti a rozšírenie aplikácií. Tieto pokroky by mohli mať významné dôsledky pre zdravotnú starostlivosť, od poisťovní, ktoré používajú senzory na sledovanie údajov o pacientoch, až po vlády integrujúce diagnostiku založenú na senzoroch do politík verejného zdravia.

    Kontext senzorov na zisťovanie choroby

    Včasná detekcia a diagnostika môžu zachrániť životy, najmä pri infekčných chorobách alebo ochoreniach, ktoré môžu trvať mesiace alebo roky, kým sa prejavia symptómy. Napríklad Parkinsonova choroba (PD) v priebehu času spôsobuje zhoršenie motoriky (napr. tras, stuhnutosť a problémy s pohyblivosťou). Pre mnohých ľudí sú škody nezvratné, keď zistia svoju chorobu. Na vyriešenie tohto problému vedci skúmajú rôzne senzory a stroje, ktoré dokážu odhaliť choroby, od tých, ktoré používajú psie nosy, až po tie, ktoré využívajú strojové učenie (ML). 

    V roku 2021 koalícia výskumníkov vrátane Massachusettského technologického inštitútu (MIT), Harvardskej univerzity, Johns Hopkins University v Marylande a Medical Detection Dogs v Milton Keynes zistila, že dokážu trénovať umelú inteligenciu (AI), aby napodobňovala spôsob, akým psy cítiť chorobu. Štúdia zistila, že program ML zodpovedal úspešnosti psov pri zisťovaní určitých chorôb vrátane rakoviny prostaty. 

    Výskumný projekt zhromaždil vzorky moču od chorých aj zdravých jedincov; tieto vzorky sa potom analyzovali na molekuly, ktoré by mohli naznačovať prítomnosť ochorenia. Výskumný tím vycvičil skupinu psov, aby rozpoznali pach chorých molekúl, a výskumníci potom porovnali ich úspešnosť pri identifikácii choroby s mierou ML. Pri testovaní rovnakých vzoriek obe metódy dosiahli presnosť viac ako 70 percent. Výskumníci dúfajú, že otestujú rozsiahlejší súbor údajov, aby mohli podrobnejšie určiť významné ukazovatele rôznych chorôb. Ďalším príkladom senzora na detekciu chorôb je ten, ktorý vyvinuli MIT a Johns Hopkins University. Tento senzor využíva psie nosy na detekciu rakoviny močového mechúra. Napriek tomu, že senzor bol úspešne testovaný na psoch, stále je potrebné vykonať nejakú prácu, aby bol vhodný na klinické použitie.

    Rušivý vplyv

    V roku 2022 vedci vyvinuli e-nos alebo AI čuchový systém, ktorý môže potenciálne diagnostikovať PD prostredníctvom pachových zlúčenín na koži. Na vytvorenie tejto technológie vedci z Číny skombinovali plynovú chromatografiu (GC)-hmotnostnú spektrometriu so senzorom povrchových akustických vĺn a ML algoritmami. GC dokáže analyzovať pachové zlúčeniny z kožného mazu (mastná látka produkovaná ľudskou pokožkou). Vedci potom použili tieto informácie na vytvorenie algoritmu na presné predpovedanie prítomnosti PD s presnosťou 70 percent. Keď vedci použili ML na analýzu všetkých vzoriek pachu, presnosť vyskočila na 79 percent. Vedci však uznávajú, že je potrebné vykonať viac štúdií s rozsiahlou a rôznou veľkosťou vzorky.

    Medzitým, počas vrcholu pandémie COVID-19, výskum údajov zhromaždených nositeľnými zariadeniami, ako sú Fitbit, Apple Watch a inteligentné hodinky Samsung Galaxy, ukázal, že tieto zariadenia môžu potenciálne odhaliť vírusovú infekciu. Keďže tieto zariadenia môžu zbierať údaje o srdci a kyslíku, spánkových vzorcoch a úrovniach aktivity, môžu varovať používateľov pred možnými chorobami. 

    Nemocnica Mount Sinai Hospital analyzovala údaje Apple Watch od 500 pacientov a zistila, že tí, ktorí boli infikovaní pandémiou COVID-19, vykazovali zmeny v srdcovej variabilite. Výskumníci dúfajú, že tento objav môže viesť k použitiu nositeľných zariadení na vytvorenie systému včasnej detekcie iných vírusov, ako je chrípka a chrípka. Varovný systém môže byť navrhnutý aj na detekciu infekčných hotspotov pre budúce vírusy, kde môžu zdravotnícke oddelenia zasiahnuť skôr, ako sa tieto choroby rozvinú do úplnej pandémie.

    Dôsledky senzorov na detekciu chorôb

    Širšie dôsledky senzorov na detekciu chorôb môžu zahŕňať: 

    • Poskytovatelia poistenia propagujúci senzory na detekciu chorôb na sledovanie informácií o zdravotnej starostlivosti o pacientov. 
    • Spotrebitelia investujúci do senzorov a zariadení s podporou AI, ktoré zisťujú zriedkavé choroby a potenciálne srdcové infarkty a záchvaty.
    • Zvýšenie obchodných príležitostí pre výrobcov nositeľných zariadení na vývoj zariadení na sledovanie pacienta v reálnom čase.
    • Lekári, ktorí sa zameriavajú skôr na poradenstvo ako na diagnostiku. Napríklad zvýšeným používaním senzorov na detekciu chorôb na pomoc pri diagnostike môžu lekári stráviť viac času vývojom personalizovaných liečebných plánov.
    • Výskumné organizácie, univerzity a federálne agentúry spolupracujú pri vytváraní zariadení a softvéru na zlepšenie diagnostiky, starostlivosti o pacientov a detekcie pandémie na úrovni populácie.
    • Široké prijímanie senzorov na zisťovanie chorôb, ktoré povzbudzuje poskytovateľov zdravotnej starostlivosti, aby sa posunuli k prediktívnym modelom zdravotnej starostlivosti, čo vedie k skorším zásahom a lepším výsledkom u pacientov.
    • Vlády revidujú zdravotné politiky s cieľom integrovať diagnostiku založenú na senzoroch, čo vedie k efektívnejšiemu monitorovaniu verejného zdravia a systémom odozvy.
    • Technológia senzorov umožňujúca vzdialené monitorovanie pacienta, zníženie návštev nemocníc a nákladov na zdravotnú starostlivosť, čo je výhodné najmä pre vidiecke komunity alebo komunity s nedostatočnou obsluhou.

    Otázky na zváženie

    • Ak vlastníte nositeľné zariadenie, ako ho používate na sledovanie svojich zdravotných štatistík?
    • Ako inak môžu senzory na detekciu chorôb zmeniť sektor zdravotníctva?

    Prehľadové referencie

    Pre tento prehľad boli použité nasledujúce populárne a inštitucionálne odkazy: