듀크대학교의 '스마트 화장실'은 인공지능을 활용하여 장 건강을 모니터링합니다.
게시 날짜:작성자: Rachyl Jones, NCBiotech 작가 — 2021년 6월 1일 .
인체의 경우 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지 확인하는 가장 좋은 방법은 밖으로 나오는 것을 모니터링하는 것입니다. 이 이야기는 모든 위장병학 진료의 중심에 있습니다. 대변은 의사에게 과민성 대장 증후군, 결장암 및 크론병과 같은 염증성 장 질환을 비롯한 다양한 건강 상태를 진단하고 치료하는 데 필요한 중요한 정보를 제공할 수 있습니다. 그러나 이는 환자가 스스로 보고한 데이터에 따라 달라지며, 이는 종종 신뢰할 수 없는 경우가 있습니다.
듀크대학교 물, 위생, 위생 및 전염병 센터(WaSH-AID)가 해결책을 제시했습니다. '스마트 변기'는 인공지능을 활용해 장 건강을 추적하고 데이터를 보고해 위장병 전문의가 치료 계획을 수립하고 수정하는 데 도움을 준다.
기존 변기에 설치할 수 있는 부착 장치는 물을 내리면 파이프 내부의 이미지를 촬영합니다. 그런 다음 이러한 이미지는 AI를 사용하여 분석되고 데이터는 디지털 건강 애플리케이션에 저장됩니다. 대변의 화학적 분해를 제공하여 정량적인 결과를 얻을 수 있는 '스마트 화장실'에 대한 추가 연구가 진행되고 있습니다. 이 화학적 분석을 통해 환자가 집을 떠나지 않고도 질병을 조기에 발견할 수 있습니다.
이 기술은 학습 알고리즘에 3,000개 이상의 이미지를 보여주고 그 분류를 위장병 전문의가 생각해낸 분류와 비교하여 개발되었습니다. 이 의사들은 이미지를 7가지 범주로 분류하는 진단 도구인 Bristol Stool Scale에 따라 이미지를 분류했습니다. 이 기술은 당시 대변 85%의 이미지를 정확하게 분류했다.
'스마트 변기' 프로젝트의 리더인 소니아 그레고(Sonia Grego) 박사는 “우리는 진단 도구로서 폐기물을 적극 지지합니다.”라고 말합니다. “시편을 다루는 것, 심지어 그것에 대해 이야기하는 것조차 꺼리는 보편적인 혐오감 때문에 이 분야는 무시되는 영역이었습니다. 우리는 이를 자동으로 처리하는 기술을 개발하고 싶습니다.”
화장실을 수집 장치로 사용하면 환자가 일상 습관을 바꿀 필요도 없고 샘플 제공에 불편함을 느낄 필요도 없습니다. 그들은 자신의 화장실 습관을 자세히 기록할 필요가 없으며, 기록 과정이 그들의 삶에 미칠 수 있는 무게로부터 해방됩니다.
위장병 전문의의 경우 이 기술을 사용하면 사람의 실수 없이 정확하고 장기적인 정보를 얻을 수 있습니다. 그들은 치료가 환자에게 어떤 영향을 미치는지 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 또한 자신의 데이터를 정확하게 기록할 수 없는 장기 요양 시설에 거주하는 환자에 대한 데이터 수집에 자신감을 갖게 됩니다.
매년 거의 7천만 건의 입원과 $1,359억의 비용으로 위장 질환은 2천만 명 이상의 미국인에게 영향을 미치며 그 수는 증가하고 있습니다. 이 AI를 사용하면 일상 습관을 바꾸지 않고도 증상을 관리하고 건강 데이터를 수집할 수 있습니다.
이것이 포커라면 '스마트 화장실'은 왕실 플러시로 "왕위를 차지"했을 것입니다.
지역사회에 미치는 영향
'스마트 화장실' 기술은 인구 수준에서 전염병을 탐지하는 데에도 사용될 수 있다. 연구자들은 지역사회의 폐수를 테스트함으로써 COVID-19를 포함한 특정 질병의 존재 여부와 그 확산 정도를 확인할 수 있습니다. COVID-19 감염은 보균자의 대변에서 SARS-CoV-2 RNA 배출과 관련됩니다. 이를 염두에 두고 폐수 분석을 통해 지역사회의 바이러스를 탐지할 수 있습니다.
.노스캐롤라이나 생명공학 센터의 $20,000 플래시 보조금의 지원을 받아 듀크의 WaSH-AID 센터는 작년에 3개 기숙사에서 코로나19에 대한 하수 테스트를 실시했습니다.
Tracey du Laney 박사는 “Flash Grant를 통해 팀은 병원체(이 경우 SARS-CoV-2 및 향후 다른 병원체) 탐지를 목표로 하는 스마트 화장실 개발에서 얻은 성공을 기반으로 구축할 수 있게 되었습니다.”라고 말했습니다. D., NCBiotech의 과학 기술 개발 팀 선임 이사이자 Flash Grant 프로그램을 관리하고 있습니다.
“이 보조금은 스마트 화장실 폐수 분리 기술의 사용과 포지셔닝을 확장하여 개별 화장실뿐만 아니라 건물 전체의 폐수 증기에서도 샘플을 수집합니다. 폐수에서 병원균을 탐지하는 것은 이러한 연구자들과 전 세계 공중 보건 애플리케이션을 위한 중요한 공중 보건 및 역학 도구입니다."
이 기술은 또한 제약 산업에 혁명을 일으킬 가능성이 있다고 Grego는 말합니다. 의약품에 대한 임상시험에서 70% 환자는 약 복용 장소에서 2시간 거리에 거주하고 있어 불편을 겪어 환자들이 중퇴하는 일이 발생하고 있다. 임상 시험이 이 문제를 해결하기 위해 보다 원격 모니터링으로 이동함에 따라 '스마트 화장실' 기술은 환자가 시험장으로 이동하지 않고도 환자의 배설물을 통해 연구자에게 환자의 데이터를 제공할 수 있습니다.
앞으로
Grego와 그녀의 Duke 동료인 Brian Stoner 박사. 및 Geoff Ginsburg, MD, Ph.D.는 시드 단계 회사를 통해 이 기술을 더욱 추구하고 있습니다. 코프라타.
'스마트 변기'는 아직 상용화되지 않았지만 코프라타는 12~18개월 안에 인체 테스트가 가능한 프로토타입을 준비했다. 향후 발전에는 전화 애플리케이션 개발, 편차를 감지하고 환자에게 경고할 수 있는 AI, 가족 구성원을 구별하는 지문 시스템 등이 포함됩니다.
Grego는 "가장 중요한 것은 데이터뿐 아니라 이 데이터를 실행 가능한 건강 정보로 압축하는 분석입니다."라고 말합니다.
원본 출처: WRAL TechWire