La “toilette intelligente” della Duke University utilizza l’intelligenza artificiale per monitorare la salute dell’intestino
Data di pubblicazione:di Rachyl Jones, scrittrice di NCBiotech - 1 giugno 2021 .
Quando si tratta del corpo umano, il modo migliore per determinare cosa sta succedendo al suo interno è monitorare ciò che esce. Questa narrazione è al centro di ogni pratica di gastroenterologia. Le feci possono fornire ai medici informazioni vitali per diagnosticare e curare varie condizioni di salute, tra cui la sindrome dell'intestino irritabile, il cancro al colon e le malattie infiammatorie intestinali come il morbo di Crohn. Tuttavia, ciò dipende dal fatto che i pazienti riportino autonomamente i propri dati, il che spesso può essere inaffidabile.
Il Centro per l’acqua, i servizi igienico-sanitari, l’igiene e le malattie infettive (WaSH-AID) della Duke University ha trovato una soluzione. "Smart Toilet" utilizza l'intelligenza artificiale per monitorare la salute dell'intestino e riportare i dati, aiutando i gastroenterologi a creare e modificare i piani di trattamento.
L'accessorio, installabile in qualsiasi WC esistente, riprende immagini all'interno delle tubazioni, attivate da uno sciacquone. Queste immagini vengono quindi analizzate utilizzando l’intelligenza artificiale e i dati archiviati in un’applicazione sanitaria digitale. Sono in corso ulteriori ricerche per la "Smart Toilet" per fornire una scomposizione chimica delle feci, consentendo risultati quantitativi. Questa analisi chimica consentirebbe la diagnosi precoce della malattia senza che il paziente debba uscire di casa.
La tecnologia è stata sviluppata mostrando oltre 3.000 immagini a un algoritmo di apprendimento e confrontando le sue classificazioni con quelle fornite dai gastroenterologi. Questi medici hanno classificato le immagini in base alla Bristol Stool Scale, uno strumento diagnostico che classifica le immagini in sette categorie. La tecnologia ha classificato accuratamente le immagini dello sgabello 85% dell'epoca.
"Siamo grandi sostenitori dei rifiuti come strumento diagnostico", afferma Sonia Grego, Ph.D., leader del progetto "Smart Toilet". “È stata un'area trascurata a causa dell'avversione universale a maneggiare l'esemplare e persino a parlarne. Vogliamo sviluppare tecnologie che se ne occupino automaticamente”.
Utilizzando la toilette come dispositivo di raccolta, i pazienti non devono modificare nessuna delle loro abitudini quotidiane o provare disagio nel fornire i campioni. Non dovranno tenere un registro con i dettagli delle loro abitudini in bagno e saranno liberati dal peso che il processo di registrazione può avere sulle loro vite.
Per i gastroenterologi, questa tecnologia consente informazioni accurate e a lungo termine senza errori umani. Possono monitorare in tempo reale gli effetti di un trattamento sul paziente. Dà loro inoltre fiducia nella raccolta di dati sui pazienti che vivono in strutture di assistenza a lungo termine, che spesso non riescono a registrare i propri dati in modo accurato.
Con quasi 70 milioni di ricoveri ospedalieri ogni anno e un prezzo di $135,9 miliardi, le malattie gastrointestinali colpiscono oltre 20 milioni di americani e i numeri sono in aumento. Questa intelligenza artificiale consente la gestione dei sintomi e la raccolta di dati sanitari senza modificare le abitudini quotidiane.
Se questo fosse il poker, 'Smart Toilet' verrebbe “deposto dal trono” come una scala reale.
Impatto sulla comunità
La tecnologia "Smart Toilet" può essere utilizzata anche per rilevare malattie contagiose a livello di popolazione. Analizzando le acque reflue delle comunità, i ricercatori possono identificare la presenza di alcune malattie, incluso il COVID-19, e la loro diffusione. L’infezione da COVID-19 comporta la diffusione dell’RNA del SARS-CoV-2 nelle feci dei portatori. Tenendo presente questo, l’analisi delle acque reflue può rilevare il virus in una comunità.
.Con l'aiuto di una sovvenzione Flash di $20.000 da parte del North Carolina Biotechnology Center, il WaSH-AID Center di Duke ha condotto test sulle acque reflue per il COVID-19 in tre residenze lo scorso anno.
"Il Flash Grant consente al team di sfruttare i successi ottenuti nello sviluppo della Smart Toilet per individuare gli agenti patogeni, in questo caso la SARS-CoV-2, e possibilmente altri agenti patogeni in futuro", ha affermato Tracey du Laney, Ph. D., direttore senior di NCBiotech nel team di sviluppo scientifico e tecnologico, che gestisce il programma Flash Grant.
“La sovvenzione amplia gli usi e il posizionamento delle tecnologie di separazione degli effluenti delle Smart Toilet per raccogliere campioni non solo dalle singole toilette, ma anche dai vapori delle acque reflue di interi edifici. Il rilevamento degli agenti patogeni nelle acque reflue è un importante strumento epidemiologico e di sanità pubblica per questi ricercatori e per le applicazioni di sanità pubblica in tutto il mondo”.
Questa tecnologia ha anche il potenziale per rivoluzionare l’industria farmaceutica, osserva Grego. Negli studi clinici sui farmaci, 70% dei pazienti vivono a due ore di distanza dal sito del farmaco, il che porta i pazienti ad abbandonare il servizio a causa di disagi. Mentre i test clinici si spostano verso un monitoraggio più remoto per combattere questo problema, la tecnologia "Smart Toilet" può fornire ai ricercatori i dati dei loro pazienti attraverso i loro escrementi, senza che i pazienti debbano recarsi sul sito del test.
In attesa
Grego, insieme ai suoi colleghi della Duke Brian Stoner, PhD. e Geoff Ginsburg, MD, Ph.D., stanno sviluppando ulteriormente questa tecnologia attraverso la loro azienda in fase iniziale, Coprata.
La “Smart Toilet” non è ancora disponibile per uso commerciale, ma Coprata ha preparato un prototipo che sarà disponibile per i test sull’uomo tra 12 e 18 mesi. I progressi futuri includono lo sviluppo di un’applicazione telefonica, un’intelligenza artificiale in grado di rilevare deviazioni e avvisare un paziente, e un sistema di impronte digitali per differenziare i membri di una famiglia.
“Il potere non sta solo nei dati”, afferma Grego, “ma nell’analisi che condenserebbe questi dati in informazioni sanitarie utilizzabili”.
Fonte originale: WRAL TechWire