Cảm biến phát hiện bệnh tật có thể giúp theo dõi sự lây lan của vi rút và xác định các bệnh ung thư có khả năng phát triển. Trong đại dịch COVID-19, các trường hợp sử dụng cho cảm biến phát hiện bệnh tật ngày càng rõ ràng hơn.
Bối cảnh của cảm biến phát hiện bệnh tật
Việc phát hiện và chẩn đoán sớm có thể cứu sống người bệnh, đặc biệt đối với các bệnh truyền nhiễm hoặc các bệnh có thể mất vài tháng hoặc nhiều năm để các triệu chứng biểu hiện. Ví dụ, bệnh Parkinson (PD) gây suy giảm khả năng vận động (ví dụ: run, cứng khớp và các vấn đề về khả năng vận động) theo thời gian. Đối với nhiều người, thiệt hại là không thể thay đổi khi họ phát hiện ra bệnh của mình. Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học đang nghiên cứu các cảm biến và máy móc khác nhau có thể phát hiện bệnh tật, từ loại sử dụng mũi của chó đến loại sử dụng máy học (ML).
Năm 2021, một liên minh các nhà nghiên cứu, bao gồm Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Đại học Harvard, Đại học Johns Hopkins ở Maryland và Chó phát hiện y tế ở Milton Keynes, phát hiện ra rằng họ có thể huấn luyện trí thông minh nhân tạo (AI) để bắt chước cách chó đánh bay mùi bệnh. Nghiên cứu cho thấy chương trình ML phù hợp với tỷ lệ thành công của chó trong việc phát hiện một số bệnh, bao gồm cả ung thư tuyến tiền liệt.
Dự án nghiên cứu đã thu thập mẫu nước tiểu của cả cá thể bị bệnh và khỏe mạnh; Những mẫu này sau đó được phân tích để tìm các phân tử có thể chỉ ra sự hiện diện của bệnh tật. Nhóm nghiên cứu đã huấn luyện một nhóm chó nhận biết mùi của các phân tử bị bệnh, và các nhà nghiên cứu sau đó so sánh tỷ lệ thành công của chúng trong việc xác định bệnh tật với ML. Khi thử nghiệm các mẫu giống nhau, cả hai phương pháp đều đạt độ chính xác hơn 70%. Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ kiểm tra một bộ dữ liệu mở rộng hơn để xác định các chỉ số quan trọng của các bệnh khác nhau một cách chi tiết hơn. Một ví dụ khác về cảm biến phát hiện bệnh tật là cảm biến được phát triển bởi MIT và Đại học Johns Hopkins. Cảm biến này sử dụng mũi của chó để phát hiện ung thư bàng quang. Tuy nhiên, trong khi cảm biến đã được thử nghiệm thành công trên chó, vẫn còn một số công việc phải làm để làm cho nó phù hợp để sử dụng trong lâm sàng.
Tác động gián đoạn
Vào năm 2022, các nhà nghiên cứu đã phát triển một mũi điện tử, hoặc hệ thống khứu giác AI, có thể chẩn đoán PD thông qua các hợp chất mùi trên da. Để xây dựng công nghệ này, các nhà khoa học từ Trung Quốc đã kết hợp phép đo sắc ký khí (GC) -mass phổ kế với một cảm biến sóng âm bề mặt và các thuật toán ML. GC có thể phân tích các hợp chất có mùi từ bã nhờn (một chất nhờn do da người tạo ra). Sau đó, các nhà khoa học đã sử dụng thông tin này để xây dựng một thuật toán dự đoán chính xác sự hiện diện của PD, với độ chính xác là 70%. Khi các nhà khoa học áp dụng ML để phân tích toàn bộ mẫu mùi, độ chính xác đã tăng lên 79%. Tuy nhiên, các nhà khoa học thừa nhận rằng cần phải tiến hành thêm nhiều nghiên cứu với quy mô mẫu đa dạng và phong phú.
Trong khi đó, trong thời kỳ cao điểm của đại dịch COVID-19, nghiên cứu về dữ liệu được thu thập bởi các thiết bị đeo được, chẳng hạn như Fitbit, Apple Watch và đồng hồ thông minh Samsung Galaxy, cho thấy những thiết bị này có khả năng phát hiện nhiễm vi-rút. Vì các thiết bị này có thể thu thập dữ liệu về tim và oxy, kiểu ngủ và mức độ hoạt động, chúng có thể cảnh báo người dùng về các bệnh tiềm ẩn.
Đặc biệt, bệnh viện Mount Sinai đã phân tích dữ liệu Apple Watch từ 500 bệnh nhân và phát hiện ra rằng những người bị nhiễm đại dịch COVID-19 có biểu hiện thay đổi nhịp tim của họ. Các nhà nghiên cứu đang hy vọng rằng khám phá này có thể dẫn đến việc sử dụng các thiết bị đeo được để tạo ra một hệ thống phát hiện sớm các loại vi rút khác như cúm và cúm. Một hệ thống cảnh báo cũng có thể được thiết kế để phát hiện các điểm nóng lây nhiễm cho các loại virus trong tương lai, nơi các sở y tế có thể can thiệp trước khi những căn bệnh này phát triển thành đại dịch toàn diện.
Ý nghĩa của cảm biến phát hiện bệnh tật
Các tác động lớn hơn của cảm biến phát hiện bệnh tật có thể bao gồm:
- Các nhà cung cấp bảo hiểm quảng cáo cảm biến phát hiện bệnh tật để theo dõi thông tin chăm sóc sức khỏe của bệnh nhân.
- Người tiêu dùng đầu tư vào các thiết bị và cảm biến được hỗ trợ bởi AI giúp phát hiện các bệnh hiếm gặp cũng như các cơn đau tim và co giật tiềm ẩn.
- Tăng cơ hội kinh doanh cho các nhà sản xuất thiết bị đeo tay để phát triển các thiết bị theo dõi bệnh nhân theo thời gian thực.
- Các bác sĩ tập trung vào các nỗ lực tư vấn hơn là chẩn đoán. Ví dụ, bằng cách tăng cường sử dụng các cảm biến phát hiện bệnh tật để hỗ trợ chẩn đoán, các bác sĩ có thể dành nhiều thời gian hơn để phát triển các kế hoạch điều trị được cá nhân hóa.
- Các tổ chức nghiên cứu, trường đại học và cơ quan liên bang hợp tác để tạo ra các thiết bị và phần mềm nhằm nâng cao khả năng chẩn đoán, chăm sóc bệnh nhân và phát hiện đại dịch quy mô dân số.
Các câu hỏi để bình luận
- Nếu bạn sở hữu một thiết bị đeo được, bạn sẽ sử dụng nó như thế nào để theo dõi chỉ số sức khỏe của mình?
- Cảm biến phát hiện bệnh tật có thể thay đổi lĩnh vực chăm sóc sức khỏe bằng cách nào khác?
