Senzorji za zaznavanje bolezni: zaznavanje bolezni, preden bo prepozno

KREDIT ZA SLIKO:
Image kredit
iStock

Senzorji za zaznavanje bolezni: zaznavanje bolezni, preden bo prepozno

Senzorji za zaznavanje bolezni: zaznavanje bolezni, preden bo prepozno

Besedilo podnaslova
Raziskovalci razvijajo naprave, ki lahko zaznajo človeške bolezni in tako povečajo verjetnost preživetja bolnikov.
    • Avtor:
    • ime avtorja
      Quantumrun Foresight
    • Oktober 3, 2022

    Povzetek vpogleda

    Znanstveniki izkoriščajo senzorske tehnologije in umetno inteligenco (AI) za zgodnje odkrivanje bolezni, kar bi lahko spremenilo zdravstveno varstvo z napravami, ki posnemajo sposobnost psov, da zavohajo bolezen, ali uporabljajo nosljive pripomočke za spremljanje vitalnih znakov. Ta nastajajoča tehnologija je obetavna pri napovedovanju bolezni, kot sta Parkinsonova bolezen in COVID-19, nadaljnje raziskave pa so usmerjene v izboljšanje natančnosti in razširitev aplikacij. Ta napredek bi lahko imel pomembne posledice za zdravstveno varstvo, od zavarovalnic, ki uporabljajo senzorje za sledenje podatkov o pacientih, do vlad, ki vključujejo diagnostiko na podlagi senzorjev v politike javnega zdravja.

    Kontekst senzorjev za zaznavanje bolezni

    Zgodnje odkrivanje in diagnoza lahko rešita življenja, zlasti pri nalezljivih boleznih ali boleznih, pri katerih lahko trajajo meseci ali leta, preden se pokažejo simptomi. Na primer, Parkinsonova bolezen (PB) sčasoma povzroči poslabšanje motorike (npr. tresenje, okorelost in težave z mobilnostjo). Za mnoge ljudi je škoda nepopravljiva, ko odkrijejo svojo bolezen. Da bi rešili to težavo, znanstveniki raziskujejo različne senzorje in stroje, ki lahko zaznajo bolezni, od tistih, ki uporabljajo pasje nosove, do tistih, ki uporabljajo strojno učenje (ML). 

    Leta 2021 je koalicija raziskovalcev, vključno z Massachusetts Institute of Technology (MIT), Univerzo Harvard, Univerzo Johns Hopkins v Marylandu in Medical Detection Dogs v Milton Keynesu, ugotovila, da lahko usposobijo umetno inteligenco (AI), da posnema način, kako psi zavohati bolezen. Študija je pokazala, da se program ML ujema s stopnjami uspešnosti psov pri odkrivanju nekaterih bolezni, vključno z rakom prostate. 

    Raziskovalni projekt je zbiral vzorce urina pri bolnih in zdravih posameznikih; ti vzorci so bili nato analizirani na molekule, ki bi lahko kazale na prisotnost bolezni. Raziskovalna skupina je usposobila skupino psov za prepoznavanje vonja obolelih molekul, raziskovalci pa so nato primerjali njihovo uspešnost pri prepoznavanju bolezni s tistimi pri ML. Pri testiranju istih vzorcev sta obe metodi dosegli več kot 70-odstotno natančnost. Raziskovalci upajo, da bodo preizkusili obsežnejši nabor podatkov, da bi podrobneje določili pomembne kazalnike različnih bolezni. Drug primer senzorja za zaznavanje bolezni je tisti, ki sta ga razvila MIT in univerza Johns Hopkins. Ta senzor uporablja pasje nosove za odkrivanje raka na mehurju. Čeprav je bil senzor uspešno preizkušen na psih, je treba opraviti še nekaj dela, da bo primeren za klinično uporabo.

    Moteč vpliv

    Leta 2022 so raziskovalci razvili e-nos ali vohalni sistem z umetno inteligenco, ki lahko potencialno diagnosticira PD prek vonjav na koži. Za izgradnjo te tehnologije so kitajski znanstveniki združili plinsko kromatografijo (GC)-masno spektrometrijo s senzorjem površinskega akustičnega valovanja in algoritmi ML. GC bi lahko analiziral spojine vonja iz sebuma (oljna snov, ki jo proizvaja človeška koža). Znanstveniki so nato uporabili informacije za izdelavo algoritma za natančno napoved prisotnosti PD s 70-odstotno natančnostjo. Ko so znanstveniki uporabili ML za analizo celotnih vzorcev vonjav, je natančnost poskočila na 79 odstotkov. Vendar znanstveniki priznavajo, da je treba izvesti več študij z obsežno in raznoliko velikostjo vzorcev.

    Medtem so na vrhuncu pandemije COVID-19 raziskave podatkov, zbranih z nosljivimi napravami, kot so Fitbit, Apple Watch in pametna ura Samsung Galaxy, pokazale, da lahko te naprave potencialno zaznajo virusno okužbo. Ker lahko te naprave zbirajo podatke o srcu in kisiku, vzorce spanja in ravni aktivnosti, bi lahko uporabnike opozorile na morebitne bolezni. 

    Zlasti bolnišnica Mount Sinai je analizirala podatke Apple Watch 500 bolnikov in odkrila, da so tisti, okuženi s pandemijo COVID-19, pokazali spremembe v variabilnosti srčnega utripa. Raziskovalci upajo, da bo to odkritje lahko pripeljalo do uporabe nosljivih naprav za ustvarjanje sistema zgodnjega odkrivanja drugih virusov, kot sta influenca in gripa. Opozorilni sistem je mogoče oblikovati tudi za odkrivanje žarišč okužb za prihodnje viruse, kjer lahko zdravstveni oddelki posredujejo, preden se te bolezni razvijejo v popolne pandemije.

    Posledice senzorjev za zaznavanje bolezni

    Širše posledice senzorjev za zaznavanje bolezni lahko vključujejo: 

    • Zavarovalnice, ki promovirajo senzorje za zaznavanje bolezni za sledenje informacijam o zdravstvenem varstvu bolnikov. 
    • Potrošniki, ki vlagajo v senzorje in naprave, podprte z umetno inteligenco, ki zaznavajo redke bolezni ter morebitne srčne napade in napade.
    • Povečanje poslovnih priložnosti za proizvajalce nosljivih naprav za razvoj naprav za sledenje bolnikom v realnem času.
    • Zdravniki, ki se osredotočajo na svetovanje in ne na diagnostiko. Na primer, s povečanjem uporabe senzorjev za zaznavanje bolezni za pomoč pri diagnozi lahko zdravniki porabijo več časa za razvoj prilagojenih načrtov zdravljenja.
    • Raziskovalne organizacije, univerze in zvezne agencije, ki sodelujejo pri ustvarjanju naprav in programske opreme za izboljšanje diagnostike, oskrbe pacientov in odkrivanja pandemije na ravni prebivalstva.
    • Široka uporaba senzorjev za zaznavanje bolezni spodbuja izvajalce zdravstvenega varstva, da se preusmerijo k napovednim modelom zdravstvenega varstva, kar vodi k zgodnejšim posegom in izboljšanim izidom bolnikov.
    • Vlade revidirajo politike zdravstvenega varstva za vključitev diagnostike na podlagi senzorjev, kar ima za posledico učinkovitejše spremljanje javnega zdravja in odzivne sisteme.
    • Senzorska tehnologija omogoča daljinsko spremljanje pacientov, zmanjšuje obiske v bolnišnicah in stroške zdravstvene oskrbe, kar je še posebej koristno za podeželske skupnosti ali skupnosti s premalo oskrbo.

    Vprašanja, ki jih je treba upoštevati

    • Če imate nosljivo napravo, kako jo uporabljate za spremljanje zdravstvene statistike?
    • Kako drugače lahko senzorji za zaznavanje bolezni spremenijo zdravstveni sektor?

    Insight reference

    Za ta vpogled so bile navedene naslednje priljubljene in institucionalne povezave: