Les « toilettes intelligentes » de l'Université Duke utilisent l'intelligence artificielle pour surveiller la santé intestinale
Date publiée:par Rachyl Jones, écrivain NCBiotech — 1er juin 2021.
Lorsqu'il s'agit du corps humain, la meilleure façon de déterminer ce qui se passe à l'intérieur est de surveiller ce qui en sort. Ce récit est au centre de toute pratique de gastro-entérologie. Les selles peuvent fournir aux médecins des informations vitales pour diagnostiquer et traiter divers problèmes de santé, notamment le syndrome du côlon irritable, le cancer du côlon et les maladies inflammatoires de l'intestin comme la maladie de Crohn. Cependant, cela dépend de la déclaration par les patients de leurs données, qui peuvent souvent s'avérer peu fiables.
Le Centre pour l'eau, l'assainissement, l'hygiène et les maladies infectieuses (WaSH-AID) de l'Université Duke a trouvé une solution. « Smart Toilet » utilise l'intelligence artificielle pour suivre la santé intestinale et rapporter des données, ce qui aide les gastro-entérologues à créer et à modifier des plans de traitement.
L'accessoire, qui peut être installé dans n'importe quelle toilette existante, prend des images à l'intérieur des canalisations, déclenchées par une chasse d'eau. Ces images sont ensuite analysées grâce à l’IA et les données stockées dans une application de santé numérique. Des recherches supplémentaires sont en cours pour les « toilettes intelligentes » afin de fournir une décomposition chimique des selles, permettant ainsi des résultats quantitatifs. Cette analyse chimique permettrait une détection précoce de la maladie sans que le patient n'ait à quitter son domicile.
La technologie a été développée en montrant plus de 3 000 images à un algorithme d’apprentissage et en comparant ses classifications à celles proposées par les gastro-entérologues. Ces médecins ont classé les images selon la Bristol Tabouret Scale, un outil de diagnostic qui classe les images en sept catégories. La technologie a classé avec précision les images des selles 85% de l'époque.
« Nous sommes un grand partisan des déchets comme outil de diagnostic », déclare Sonia Grego, Ph.D., responsable du projet « Smart Toilet ». « C'est un domaine négligé en raison de l'aversion universelle à l'idée de manipuler le spécimen et même d'en parler. Nous voulons développer des technologies qui s’en occupent automatiquement.
Avec les toilettes comme dispositif de collecte, les patients n'ont pas besoin de modifier leurs habitudes quotidiennes ni de ressentir de gêne à l'idée de fournir des échantillons. Ils n'auront pas besoin de tenir un journal détaillant leurs habitudes en matière de salle de bain et ils seront libérés du poids que le processus d'enregistrement peut avoir sur leur vie.
Pour les gastro-entérologues, cette technologie permet d’obtenir des informations précises à long terme sans erreur humaine. Ils peuvent surveiller en temps réel l’impact d’un traitement sur leur patient. Cela leur donne également confiance dans la collecte de données sur les patients qui vivent dans des établissements de soins de longue durée, qui ne peuvent souvent pas enregistrer leurs propres données avec précision.
Avec près de 70 millions d'hospitalisations chaque année et un coût de 135,9 milliards de dollars, les maladies gastro-intestinales touchent plus de 20 millions d'Américains, et leurs chiffres sont en augmentation. Cette IA permet de gérer les symptômes et de collecter des données de santé sans modifier les habitudes quotidiennes.
S'il s'agissait de poker, « Smart Toilet » serait « renversé » comme une quinte flush royale.
Impact sur la communauté
La technologie des « toilettes intelligentes » peut également être utilisée pour détecter des maladies contagieuses au niveau de la population. En analysant les eaux usées des communautés, les chercheurs peuvent identifier la présence de certaines maladies, dont la COVID-19, et leur prévalence. L’infection au COVID-19 implique l’excrétion de l’ARN du SRAS-CoV-2 dans les selles des porteurs. Dans cette optique, l’analyse des eaux usées peut détecter le virus dans une communauté.
.Aidé par une subvention Flash de $20,000 du North Carolina Biotechnology Center, le centre WaSH-AID de Duke a effectué des tests d'égouts pour le COVID-19 dans trois résidences universitaires l'année dernière.
« La subvention Flash permet à l'équipe de s'appuyer sur les succès qu'elle a obtenus dans le développement de toilettes intelligentes pour cibler la détection d'agents pathogènes, dans ce cas le SRAS-CoV-2, et éventuellement d'autres agents pathogènes à l'avenir », a déclaré Tracey du Laney, Ph. D., directeur principal de NCBiotech au sein de l'équipe de développement scientifique et technologique, qui gère le programme Flash Grant.
« La subvention élargit les utilisations et le positionnement des technologies de séparation des effluents des toilettes intelligentes pour collecter des échantillons non seulement des toilettes individuelles, mais également des vapeurs d'eaux usées de bâtiments entiers. La détection des agents pathogènes dans les eaux usées est un outil important de santé publique et épidémiologique pour ces chercheurs et applications de santé publique dans le monde entier.
Cette technologie a également le potentiel de révolutionner l’industrie pharmaceutique, note Grego. Dans les essais cliniques sur les médicaments pharmaceutiques, 70% des patients vivent à deux heures du site de traitement, ce qui entraîne l'abandon des patients en raison des inconvénients. Alors que les tests cliniques évoluent vers une surveillance à distance pour lutter contre ce problème, la technologie des « toilettes intelligentes » peut fournir aux chercheurs les données de leurs patients via leurs excréments, sans que les patients n'aient à se rendre sur le site de test.
Avoir hâte de
Grego, avec ses collègues de Duke Brian Stoner, PhD. et Geoff Ginsburg, MD, Ph.D., poursuivent cette technologie par le biais de leur entreprise en phase de démarrage, Coprata.
Les « toilettes intelligentes » ne sont pas encore disponibles pour un usage commercial, mais Coprata a préparé un prototype qui sera disponible pour des tests sur l'homme dans 12 à 18 mois. Les avancées futures incluent le développement d’une application téléphonique, d’une IA capable de détecter les écarts et d’alerter un patient, ainsi que d’un système d’empreintes digitales pour différencier les membres d’une famille.
« Le pouvoir ne réside pas seulement dans les données », explique Grego, « mais aussi dans les analyses qui condenseraient ces données en informations de santé exploitables. »
Source primaire: WRAL TechWire