デューク大学の「スマートトイレ」は人工知能を活用して腸の健康状態を監視
発行日:Rachyl Jones、NCBiotech ライター — 2021 年 6 月 1 日
人体の場合、内部で何が起こっているかを判断する最良の方法は、外に出てくるものを監視することです。この物語はあらゆる消化器病診療の中心にあります。便は、過敏性腸症候群、結腸がん、クローン病などの炎症性腸疾患など、さまざまな健康状態を診断および治療するための重要な情報を医師に提供します。ただし、これは患者が自分のデータを自己報告することに依存しており、多くの場合、そのデータは信頼できない可能性があります。
デューク大学の水・衛生・衛生・感染症センター（WaSH-AID）は解決策を考え出した。 「スマート トイレ」は、人工知能を利用して腸の健康状態を追跡し、データを報告することで、消化器科医が治療計画を作成および変更するのに役立ちます。
このアタッチメントは既存のトイレに取り付けることができ、水を流すとパイプ内の画像を撮影します。これらの画像は AI を使用して分析され、データはデジタル ヘルス アプリケーションに保存されます。 「スマートトイレ」では便の化学的分解を提供し、定量的な結果を得るために追加の研究が行われています。この化学分析により、患者が家から出ることなく病気の早期発見が可能になります。
この技術は、3,000 枚以上の画像を学習アルゴリズムに表示し、その分類を消化器科医が考え出した分類と比較することによって開発されました。これらの医師は、画像を 7 つのカテゴリーに分類する診断ツールである Bristol Stool Scale に従って画像を分類しました。当時のスツール85%の画像を正確に分類した技術です。
「私たちは診断ツールとしての廃棄物を大いに支持しています」と、「スマート トイレ」プロジェクトのリーダーであるソニア グレゴ博士は言います。 「標本を扱うこと、さらにはそれについて話すことさえも世界中で嫌われるため、この領域は無視されてきました。私たちはそれを自動的に処理するテクノロジーを開発したいと考えています。」
トイレを採取装置として使用することで、患者は日常生活の習慣を変える必要がなく、検体を提供することに不快感を感じることもありません。彼らはトイレの習慣を詳細に記録する必要がなく、記録プロセスが生活に及ぼす重みから解放されます。
消化器病専門医にとって、このテクノロジーにより、人為的ミスを発生させることなく、正確な長期情報が得られます。治療が患者にどのような影響を与えているかをリアルタイムで監視できます。また、自分自身のデータを正確に記録できないことが多い長期介護施設で暮らす患者のデータを収集する際にも自信が持てるようになります。
毎年約 7,000 万人が入院し、$1,359 億の費用がかかり、2,000 万人以上のアメリカ人が胃腸疾患に影響されており、その数は増加しています。このAIにより、日常生活の習慣を変えることなく、症状の管理や健康データの収集が可能になります。
これがポーカーであれば、「スマート トイレ」はロイヤル フラッシュとして「玉座に座る」でしょう。
コミュニティへの影響
「スマートトイレ」技術は、人口レベルで伝染病を検出するためにも使用できます。地域社会の廃水を検査することで、研究者は、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）を含む特定の病気の存在と、それらの蔓延度を特定することができます。 COVID-19 感染には、保菌者の便中の SARS-CoV-2 RNA の脱落が関与します。これを念頭に置くと、廃水分析により地域内のウイルスを検出できる可能性があります。
ノースカロライナバイオテクノロジーセンターからの$20,000フラッシュグラントの支援を受けて、デューク大学のWaSH-AIDセンターは昨年、3つの寮で新型コロナウイルス感染症の下水検査を実施しました。
「フラッシュグラントにより、チームは病原体検出、この場合はSARS-CoV-2、そして将来的には他の病原体検出をターゲットとするスマートトイレの開発で得た成功をさらに発展させることができます」とトレイシー・デュ・レイニー博士は述べた。 D. は NCBiotech の科学技術開発チームのシニア ディレクターであり、Flash Grant プログラムを管理しています。
「この助成金は、個々のトイレだけでなく、建物全体の廃水蒸気からもサンプルを収集するスマートトイレ排水分離技術の用途と位置付けを拡大します。廃水での病原体の検出は、これらの研究者や世界中の公衆衛生アプリケーションにとって重要な公衆衛生および疫学ツールです。」
このテクノロジーは製薬業界に革命をもたらす可能性もあるとグレゴ氏は指摘します。医薬品の臨床試験では、70% の患者は医薬品の現場から 2 時間離れたところに住んでおり、不便なために患者が途中で離脱してしまうことがあります。この問題に対処するために臨床検査がより遠隔監視に移行する中、「スマートトイレ」技術により、患者が検査現場に行かなくても、排泄物を通じて患者のデータを研究者に提供できるようになります。
楽しみにしている
グレゴとデューク大学の同僚ブライアン・ストーナー博士。とジェフ・ギンズバーグ医学博士は、シード段階の会社を通じてこのテクノロジーをさらに追求しています。 コプラタ.
「スマートトイレ」はまだ商用利用可能ではないが、コプラタは12～18カ月以内に人間によるテストが可能となるプロトタイプを準備している。将来の進歩には、電話アプリケーション、逸脱を検出して患者に警告できる AI、家族のメンバーを区別するための指紋システムの開発が含まれます。
「力となるのはデータだけではありません。このデータを実用的な健康情報に凝縮する分析も重要です。」とグレゴ氏は言います。
元の情報源: WRAL TechWire