ה"אסלה החכמה" של אוניברסיטת דיוק משתמשת בבינה מלאכותית כדי לנטר את בריאות המעיים
תאריך פרסום:מאת Rachyl Jones, NCBiotech Writer - 1 ביוני 2021.
כשמדובר בגוף האדם, הדרך הטובה ביותר לקבוע מה קורה בפנים היא על ידי מעקב אחר מה שיוצא החוצה. נרטיב זה עומד במרכז כל תרגול גסטרואנטרולוגיה. צואה יכולה לתת לרופאים מידע חיוני לאבחון ולטפל במצבים בריאותיים שונים, כולל תסמונת המעי הרגיז, סרטן המעי הגס ומחלות מעי דלקתיות כמו קרוהן. עם זאת, הדבר תלוי בדיווח עצמי של מטופלים על הנתונים שלהם, שלעתים קרובות עלולים להיות לא אמינים.
המרכז למים, תברואה, היגיינה ומחלות זיהומיות של אוניברסיטת דיוק (WaSH-AID) העלה פתרון. 'שירותים חכמים' משתמש בבינה מלאכותית כדי לעקוב אחר בריאות המעי ולדווח על נתונים, מה שמסייע לגסטרואנטרולוגים ליצור ולשנות תוכניות טיפול.
החיבור, שניתן להתקין בכל אסלה קיימת, מצלם תמונות בתוך הצינורות, המופעל על ידי שטיפה. תמונות אלו מנותחות לאחר מכן באמצעות AI, והנתונים מאוחסנים ביישום בריאות דיגיטלי. מחקר נוסף נערך עבור 'שירותים חכמים' כדי לספק פירוק כימי של הצואה, המאפשר תוצאות כמותיות. ניתוח כימי זה יאפשר גילוי מוקדם של מחלה מבלי שהמטופל יצטרך לעזוב את ביתו.
הטכנולוגיה פותחה על ידי הצגת למעלה מ-3,000 תמונות לאלגוריתם למידה והשוואת הסיווגים שלו לאלה שגסטרואנטרולוגים הגיעו אליהם. רופאים אלו סיווגו תמונות לפי סולם צואה של בריסטול, כלי אבחון שמסווג תמונות לשבע קטגוריות. הטכנולוגיה סיווגה במדויק את התמונות של שרפרף 85% של אז.
"אנחנו חסידים גדולים של פסולת ככלי אבחון", אומרת סוניה גרגו, Ph.D., מובילת פרויקט 'שירותים חכמים'. "זה היה אזור מוזנח בגלל הסלידה האוניברסלית לטפל בדגימה ואפילו לדבר עליה. אנחנו רוצים לפתח טכנולוגיות שיטפלו בזה באופן אוטומטי”.
עם האסלה כמכשיר האיסוף, המטופלים לא צריכים לשנות אף אחד מההרגלים היומיומיים שלהם או להרגיש אי נוחות במתן דגימות. הם לא יצטרכו לנהל יומן המפרט את הרגלי האמבטיה שלהם, והם משוחררים מהמשקל שיכול להיות לתהליך הרישום על חייהם.
עבור גסטרואנטרולוגים, טכנולוגיה זו מאפשרת מידע מדויק לטווח ארוך ללא טעויות אנוש. הם יכולים לעקוב אחר האופן שבו הטיפול משפיע על המטופל שלהם בזמן אמת. זה גם נותן להם ביטחון באיסוף נתונים על חולים המתגוררים במוסדות סיעודיים, שלעתים קרובות אינם יכולים לתעד את הנתונים שלהם במדויק.
עם כמעט 70 מיליון אישפוזים בכל שנה ותג מחיר של $135.9 מיליארד, מחלות מערכת העיכול משפיעות על למעלה מ-20 מיליון אמריקאים, והמספרים עולים. בינה מלאכותית זו מאפשרת ניהול תסמינים ואיסוף נתוני בריאות מבלי לשנות הרגלים יומיומיים.
אם זה היה פוקר, 'שירותים חכמים' היה "מוטב" כסומק מלכותי.
השפעה קהילתית
טכנולוגיית 'שירותים חכמים' יכולה לשמש גם לאיתור מחלות מדבקות ברמת האוכלוסייה. על ידי בדיקת מי שפכים של קהילות, חוקרים יכולים לזהות את נוכחותן של מחלות מסוימות, כולל COVID-19, ועד כמה הן נפוצות. הזיהום ב-COVID-19 כרוך בהשלכת RNA SARS-CoV-2 בצואה של נשאים. עם זאת בחשבון, ניתוח שפכים יכול לזהות את הנגיף בקהילה.
.בסיוע מענק פלאש $20,000 ממרכז הביוטכנולוגיה של צפון קרוליינה, מרכז WaSH-AID של דיוק ערך בשנה האחרונה בדיקות ביוב ל-COVID-19 בשלושה בתי מגורים.
"מענק הפלאש מאפשר לצוות להתבסס על ההצלחות שהיו לו בפיתוח האסלה החכמה למטרת זיהוי פתוגנים, במקרה זה SARS-CoV-2, ואולי פתוגנים אחרים בעתיד", אמרה טרייסי דו לייני, Ph. ד', המנהל הבכיר של NCBiotech בצוות פיתוח המדע והטכנולוגיה, המנהל את תוכנית ה-Flash Grant.
"המענק מרחיב את השימושים והמיצוב של טכנולוגיות הפרדת שפכים של שירותים חכמים לאיסוף דגימות לא רק משירותים בודדים, אלא גם מאדים שפכים של בניינים שלמים. זיהוי שפכים של פתוגנים הוא כלי חשוב לבריאות הציבור ואפידמיולוגי עבור חוקרים אלה ויישומי בריאות הציבור ברחבי העולם".
לטכנולוגיה הזו יש גם פוטנציאל לחולל מהפכה בתעשיית התרופות, מציין גרגו. בניסויים קליניים לתרופות פרמצבטיות, 70% מהמטופלים חיים במרחק שעתיים מאתר התרופה, מה שמוביל לנשירה של חולים עקב אי נוחות. ככל שהבדיקות הקליניות נעות לעבר ניטור מרחוק יותר כדי להילחם בבעיה זו, טכנולוגיית 'שירותים חכמים' יכולה לספק לחוקרים את הנתונים של המטופלים שלהם דרך ההפרשות שלהם, מבלי שהמטופלים יצטרכו לנסוע לאתר הבדיקה.
מסתכלים קדימה
גרגו, יחד עם חבריה לדוכס בריאן סטונר, דוקטור. וג'ף גינסבורג, MD, Ph.D., ממשיכים את הטכנולוגיה הזו דרך חברת ה-Seed שלהם, קופרטה.
ה"אסלה החכמה" עדיין לא זמינה לשימוש מסחרי, אבל קופרטה הכינה אב טיפוס שיהיה זמין לבדיקה אנושית בעוד 12 עד 18 חודשים. ההתקדמות העתידית כוללת פיתוח של אפליקציית טלפון, בינה מלאכותית שיכולה לזהות סטייה ולהתריע למטופל, ומערכת טביעות אצבע כדי להבדיל בין בני משפחה.
"הכוח הוא לא רק הנתונים", אומר גרגו, "אלא הניתוח שירכז את הנתונים הללו למידע בריאותי בר-פעולה."
מקור מקורי: WRAL TechWire