疾病檢測傳感器:在為時已晚之前檢測疾病

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疾病檢測傳感器:在為時已晚之前檢測疾病

疾病檢測傳感器:在為時已晚之前檢測疾病

副標題文字
研究人員正在開發可以檢測人類疾病的設備,以增加患者生存的可能性。
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      量子運行遠見
    • 2022 年 10 月 3 日

    洞察總結

    科學家正在利用感測器技術和人工智慧 (AI) 及早發現疾病,透過模仿狗狗嗅覺疾病的能力或使用穿戴式裝置監測生命體徵的設備,有可能改變醫療保健。這項新興技術在預測帕金森氏症和 COVID-19 等疾病方面顯示出前景,進一步的研究旨在提高準確性並擴大應用範圍。這些進步可能會對醫療保健產生重大影響,從使用感測器進行患者數據追蹤的保險公司到將基於感測器的診斷納入公共衛生政策的政府。

    疾病檢測傳感器上下文

    早期發現和診斷可以挽救生命,特別是對於可能需要數月或數年才能出現症狀的傳染病或疾病。 例如,隨著時間的推移,帕金森病 (PD) 會導致運動功能惡化(例如,震顫、僵硬和活動能力問題)。 對於許多人來說,一旦發現自己的疾病,損失就無法挽回。 為了解決這個問題,科學家們正在研究可以檢測疾病的不同傳感器和機器,從使用狗鼻子的傳感器和使用機器學習 (ML) 的機器。 

    2021 年,包括麻省理工學院 (MIT)、哈佛大學、馬里蘭州約翰霍普金斯大學和米爾頓凱恩斯醫學檢測犬在內的研究人員聯盟發現,他們可以訓練人工智能 (AI) 來模仿狗的方式聞出疾病。 該研究發現,ML 程序在檢測某些疾病(包括前列腺癌)方面與狗的成功率相匹配。 

    該研究項目收集了患病和健康個體的尿液樣本; 然後分析這些樣本中可能表明存在疾病的分子。 研究小組訓練了一組狗來識別患病分子的氣味,然後研究人員將它們識別疾病的成功率與 ML 進行了比較。 在測試相同的樣本時,兩種方法的準確率都超過了 70%。 研究人員希望測試更廣泛的數據集,以更詳細地確定各種疾病的重要指標。 疾病檢測傳感器的另一個例子是麻省理工學院和約翰霍普金斯大學開發的傳感器。 該傳感器使用狗的鼻子來檢測膀胱癌。 然而,雖然傳感器已在狗身上成功測試,但仍有一些工作要做,以使其適合臨床使用。

    破壞性影響

    2022 年,研究人員開發了一種電子鼻或 AI 嗅覺系統,可以通過皮膚上的氣味化合物潛在地診斷 PD。 為了構建這項技術,來自中國的科學家將氣相色譜 (GC)-質譜與表面聲波傳感器和 ML 算法相結合。 GC 可以分析皮脂(人體皮膚產生的油性物質)中的氣味化合物。 然後,科學家們使用這些信息構建了一種算法,以準確預測 PD 的存在,準確度為 70%。 當科學家應用 ML 分析整個氣味樣本時,準確率躍升至 79%。 然而,科學家們承認,需要進行更多具有廣泛和不同樣本量的研究。

    同時,在 COVID-19 大流行期間,對 Fitbit、Apple Watch 和三星 Galaxy 智能手錶等可穿戴設備收集的數據的研究表明,這些設備可能會檢測到病毒感染。 由於這些設備可以收集心臟和氧氣數據、睡眠模式和活動水平,它們可以警告用戶潛在的疾病。 

    特別是,西奈山醫院分析了 500 名患者的 Apple Watch 數據,發現感染 COVID-19 大流行的患者的心率變異率發生了變化。 研究人員希望這一發現能夠促使人們使用可穿戴設備為流感和流感等其他病毒創建早期檢測系統。 還可以設計一個預警系統來檢測未來病毒的感染熱點,衛生部門可以在這些疾病發展為全面流行之前進行干預。

    疾病檢測傳感器的意義

    疾病檢測傳感器的更廣泛影響可能包括: 

    • 保險公司推廣用於患者醫療保健信息跟踪的疾病檢測傳感器。 
    • 消費者投資於檢測罕見疾病和潛在心髒病發作和癲癇發作的人工智能輔助傳感器和設備。
    • 增加可穿戴設備製造商開發實時患者跟踪設備的商機。
    • 醫生專注於諮詢工作而不是診斷。 例如,通過增加使用疾病檢測傳感器來輔助診斷,醫生可以花更多時間制定個性化治療計劃。
    • 研究組織、大學和聯邦機構合作開發設備和軟件,以增強診斷、患者護理和人口規模的大流行檢測。
    • 疾病檢測感測器的廣泛採用鼓勵醫療保健提供者轉向預測性醫療保健模式,從而實現更早的干預並改善患者的治療結果。
    • 各國政府修改醫療保健政策以整合基於感測器的診斷,從而形成更有效率的公共衛生監測和回應系統。
    • 感測器技術可實現遠端患者監控,減少就診次數和醫療費用,對農村或服務不足的社區特別有利。

    需要考慮的問題

    • 如果您擁有可穿戴設備,您如何使用它來跟踪您的健康統計數據?
    • 疾病檢測傳感器還能如何改變醫療保健行業?

    洞察參考

    此見解引用了以下流行和機構鏈接: