El 'inodoro inteligente' de la Universidad de Duke utiliza inteligencia artificial para controlar la salud intestinal
Fecha de publicación:por Rachyl Jones, escritora de NCBiotech - 1 de junio de 2021.
Cuando se trata del cuerpo humano, la mejor manera de determinar qué sucede en su interior es monitoreando lo que sale. Esta narrativa se encuentra en el centro de toda práctica de gastroenterología. Las heces pueden brindar a los médicos información vital para diagnosticar y tratar diversas afecciones de salud, incluido el síndrome del intestino irritable, el cáncer de colon y las enfermedades inflamatorias del intestino como la enfermedad de Crohn. Sin embargo, esto depende de que los pacientes informen ellos mismos sus datos, que a menudo pueden ser poco fiables.
El Centro de Agua, Saneamiento, Higiene y Enfermedades Infecciosas (WaSH-AID) de la Universidad de Duke ha encontrado una solución. 'Smart Toilet' utiliza inteligencia artificial para rastrear la salud intestinal e informar datos, lo que ayuda a los gastroenterólogos a crear y modificar planes de tratamiento.
El accesorio, que se puede instalar en cualquier inodoro existente, toma imágenes del interior de las tuberías, activadas por una descarga. Luego, estas imágenes se analizan mediante inteligencia artificial y los datos se almacenan en una aplicación de salud digital. Se están realizando investigaciones adicionales para que el 'Inodoro inteligente' proporcione una descomposición química de las heces, lo que permita obtener resultados cuantitativos. Este análisis químico permitiría la detección temprana de la enfermedad sin que el paciente tenga que salir de casa.
La tecnología se desarrolló mostrando más de 3.000 imágenes a un algoritmo de aprendizaje y comparando sus clasificaciones con las que idearon los gastroenterólogos. Estos médicos clasificaron las imágenes según la Escala de Heces de Bristol, una herramienta de diagnóstico que clasifica las imágenes en siete categorías. La tecnología clasificó con precisión las imágenes del taburete 85% de la época.
"Somos grandes defensores de los residuos como herramienta de diagnóstico", dice Sonia Grego, Ph.D., líder del proyecto 'Smart Toilet'. “Ha sido un área descuidada debido a la aversión universal a manipular el ejemplar e incluso a hablar de él. Queremos desarrollar tecnologías que se encarguen de ello automáticamente”.
Con el inodoro como dispositivo de recolección, los pacientes no tienen que cambiar ninguno de sus hábitos diarios ni sentirse incómodos al proporcionar muestras. No tendrán que llevar un registro detallando sus hábitos de baño y se liberarán del peso que el proceso de registro puede tener en sus vidas.
Para los gastroenterólogos, esta tecnología permite obtener información precisa y a largo plazo sin errores humanos. Pueden monitorear cómo un tratamiento afecta a su paciente en tiempo real. También les da confianza a la hora de recopilar datos sobre pacientes que viven en centros de atención a largo plazo, quienes a menudo no pueden registrar sus propios datos con precisión.
Con casi 70 millones de hospitalizaciones cada año y un precio de $135,9 mil millones, las enfermedades gastrointestinales afectan a más de 20 millones de estadounidenses, y las cifras están aumentando. Esta IA permite la gestión de síntomas y la recopilación de datos de salud sin cambiar ningún hábito diario.
Si esto fuera póquer, 'Smart Toilet' sería "derribado" como una escalera real.
Impacto comunitario
La tecnología 'Smart Toilet' también se puede utilizar para detectar enfermedades contagiosas a nivel poblacional. Al analizar las aguas residuales de las comunidades, los investigadores pueden identificar la presencia de ciertas enfermedades, incluida la COVID-19, y su prevalencia. La infección por COVID-19 implica la eliminación del ARN del SARS-CoV-2 en las heces de los portadores. Teniendo esto en cuenta, el análisis de las aguas residuales puede detectar el virus en una comunidad.
Con la ayuda de una subvención rápida de $20,000 del Centro de Biotecnología de Carolina del Norte, el Centro WaSH-AID de Duke realizó pruebas de detección de COVID-19 en aguas residuales en tres residencias universitarias el año pasado.
"La subvención Flash permite al equipo aprovechar los éxitos que han tenido en el desarrollo del inodoro inteligente para detectar patógenos, en este caso el SARS-CoV-2, y posiblemente otros patógenos en el futuro", afirmó Tracey du Laney, Ph. D., director senior de NCBiotech en el equipo de Desarrollo de Ciencia y Tecnología, quien administra el programa Flash Grant.
“La subvención amplía los usos y el posicionamiento de las tecnologías de separación de efluentes de Smart Toilet para recolectar muestras no solo de inodoros individuales, sino también de los vapores de aguas residuales de edificios enteros. La detección de patógenos en aguas residuales es una importante herramienta epidemiológica y de salud pública para estos investigadores y aplicaciones de salud pública en todo el mundo”.
Esta tecnología también tiene el potencial de revolucionar la industria farmacéutica, señala Grego. En los ensayos clínicos de medicamentos farmacéuticos, 70% de pacientes viven a dos horas del sitio del medicamento, lo que lleva a que los pacientes abandonen debido a las molestias. A medida que las pruebas clínicas avanzan hacia una monitorización más remota para combatir este problema, la tecnología de 'retrete inteligente' puede proporcionar a los investigadores los datos de sus pacientes a través de sus excrementos, sin que los pacientes tengan que viajar al lugar de la prueba.
Pensando en el futuro
Grego, junto con sus compañeros de trabajo de Duke, Brian Stoner, PhD. y Geoff Ginsburg, MD, Ph.D., están desarrollando esta tecnología a través de su empresa en etapa inicial, coprata.
El “Inodoro Inteligente” aún no está disponible para uso comercial, pero Coprata ha preparado un prototipo que estará disponible para pruebas en humanos en 12 a 18 meses. Los avances futuros incluyen el desarrollo de una aplicación telefónica, IA que pueda detectar desviaciones y alertar a un paciente, y un sistema de huellas dactilares para diferenciar a los miembros de una familia.
"El poder no son sólo los datos", dice Grego, "sino los análisis que condensarían estos datos en información de salud procesable".
Fuente original: WRAL TechWire