Duke Universityn "älykäs käymälä" käyttää tekoälyä suoliston terveyden seurantaan
Julkaisupäivä:kirjoittanut Rachyl Jones, NCBiotech Writer – 1. kesäkuuta 2021.
Mitä tulee ihmiskehoon, paras tapa määrittää, mitä sisällä tapahtuu, on seurata mitä tulee ulos. Tämä kertomus on jokaisen gastroenterologian käytännön keskiössä. Uloste voi antaa lääkäreille tärkeää tietoa erilaisten terveystilojen diagnosoimiseksi ja hoitamiseksi, mukaan lukien ärtyvän suolen oireyhtymä, paksusuolen syöpä ja tulehdukselliset suolistosairaudet, kuten Crohnin tauti. Tämä riippuu kuitenkin siitä, että potilaat ilmoittavat itse tietonsa, jotka voivat usein olla epäluotettavia.
Duken yliopiston vesi-, sanitaatio-, hygienia- ja tartuntatautikeskus (WaSH-AID) on keksinyt ratkaisun. "Smart Toilet" käyttää tekoälyä suoliston terveyden seurantaan ja tietojen raportoimiseen, mikä auttaa gastroenterologeja hoitosuunnitelmien laatimisessa ja muokkaamisessa.
Kiinnitys, joka voidaan asentaa mihin tahansa olemassa olevaan wc:hen, ottaa kuvia putkien sisällä huuhtelun laukaisemana. Nämä kuvat analysoidaan sitten tekoälyllä ja digitaaliseen terveyssovellukseen tallennettujen tietojen avulla. "Smart Toilet" -käymälää varten tehdään lisätutkimuksia, jotka mahdollistavat ulosteen kemiallisen hajoamisen, mikä mahdollistaa kvantitatiiviset tulokset. Tämä kemiallinen analyysi mahdollistaisi taudin varhaisen havaitsemisen ilman, että potilaan tarvitsee poistua kotoaan.
Tekniikka kehitettiin näyttämällä yli 3000 kuvaa oppimisalgoritmille ja vertaamalla sen luokituksia gastroenterologien keksimiin. Nämä lääkärit luokitellaan kuvat Bristol Stool Scale -diagnostiikkatyökalun mukaan, joka luokittelee kuvat seitsemään luokkaan. Tekniikka luokitteli tarkasti tuon ajan jakkaran kuvat 85%.
"Me kannatamme jätteiden käyttöä diagnostisena työkaluna", sanoo Sonia Grego, Ph.D., Smart Toilet -projektin johtaja. ”Se on ollut laiminlyöty alue, koska yleinen vastenmielisyys näytteen käsittelyä ja siitä puhumista kohtaan on ollut yleistä. Haluamme kehittää teknologioita, jotka huolehtivat siitä automaattisesti.”
Kun wc on keräysväline, potilaiden ei tarvitse muuttaa päivittäisiä tottumuksiaan tai tuntea epämukavuutta näytteiden antamisesta. Heidän ei tarvitse pitää lokia kylpyhuonetottumuksistaan, ja he vapautuvat painosta, jota hakkuuprosessi voi vaikuttaa heidän elämäänsä.
Gastroenterologeille tämä tekniikka mahdollistaa tarkan, pitkän aikavälin tiedon ilman inhimillisiä virheitä. He voivat seurata hoidon vaikutusta potilaaseen reaaliajassa. Se antaa heille myös luottamusta kerätä tietoja pitkäaikaishoidossa olevista potilaista, jotka eivät usein pysty tallentamaan omia tietojaan tarkasti.
Lähes 70 miljoonaa sairaalahoitoa vuodessa ja $135,9 miljardin hintalappu, ruoansulatuskanavan sairaudet vaikuttavat yli 20 miljoonaan amerikkalaiseen, ja luvut kasvavat. Tämä tekoäly mahdollistaa oireiden hallinnan ja terveystietojen keräämisen päivittäisiä tottumuksia muuttamatta.
Jos tämä olisi pokeria, "Smart Toilet" olisi "valtaistuimella alas" kuninkaallisena värinä.
Yhteisön vaikutus
"Smart Toilet" -teknologiaa voidaan käyttää myös tarttuvien tautien havaitsemiseen väestötasolla. Testaamalla yhteisöjen jätevesiä tutkijat voivat tunnistaa tiettyjen sairauksien, mukaan lukien COVID-19, esiintymisen ja niiden yleisyyden. COVID-19-infektio sisältää SARS-CoV-2 RNA:n erittymisen kantajien ulosteessa. Tämä mielessä pitäen jätevesianalyysi voi havaita viruksen yhteisössä.
. North Carolina Biotechnology Centerin $20 000 suuruisen Flash Grant -avustuksen avulla Duke's WaSH-AID Center suoritti COVID-19:n varalta jätevesitestauksen kolmessa asuintalossa kuluneen vuoden aikana.
"Flash Grant antaa tiimille mahdollisuuden rakentaa menestystä, jonka he ovat saavuttaneet Smart Toiletin kehittämisessä patogeenien, tässä tapauksessa SARS-CoV-2:n ja mahdollisesti muiden patogeenien havaitsemiseksi tulevaisuudessa", sanoi Tracey du Laney, Ph. D., NCBiotechin tieteen ja teknologian kehitystiimin vanhempi johtaja, joka hallinnoi Flash Grant -ohjelmaa.
"Apuraha laajentaa Smart Toilet -jätevesien erotustekniikoiden käyttömahdollisuuksia ja sijoittelua keräämään näytteitä yksittäisten käymälöiden lisäksi myös kokonaisten rakennusten jätevesihöyryistä. Patogeenien jätevesien havaitseminen on tärkeä kansanterveyden ja epidemiologinen työkalu näille tutkijoille ja kansanterveyssovelluksille maailmanlaajuisesti.
Tällä tekniikalla on myös potentiaalia mullistaa lääketeollisuutta, Grego toteaa. Lääkelääkkeiden kliinisissä tutkimuksissa 70% potilaista asuu kahden tunnin päässä lääkeainepaikasta, mikä johtaa potilaiden keskeyttämiseen haitan vuoksi. Kun kliininen testaus siirtyy kohti etäseurantaa tämän ongelman torjumiseksi, "Smart Toilet" -teknologia voi tarjota tutkijoille potilaiden tiedot eritteiden kautta ilman, että potilaiden tarvitsee matkustaa testauspaikalle.
Odotan innolla
Grego ja hänen Duke-työtoverinsa Brian Stoner, PhD. ja Geoff Ginsburg, MD, Ph.D., kehittävät tätä tekniikkaa edelleen siemenvaiheen yrityksensä kautta, Coprata.
"Smart Toilet" ei ole vielä saatavilla kaupalliseen käyttöön, mutta Coprata on valmistellut prototyypin, joka on saatavilla ihmiskokeisiin 12-18 kuukauden kuluttua. Tulevaisuudessa kehitetään puhelinsovellus, tekoäly, joka voi havaita poikkeamat ja varoittaa potilasta, sekä sormenjälkijärjestelmä perheenjäsenten erottamiseksi.
"Valta ei ole vain data", Grego sanoo, "vaan analytiikka, joka tiivistää nämä tiedot käyttökelpoiseksi terveystiedoksi."
Alkuperäinen lähde: WRAL TechWire