El sistema d'IA detecta errors quan s'autoadministra el medicament

Els investigadors del MIT han desenvolupat un sistema que es basa en senyals de ràdio sense fil i intel·ligència artificial (IA) per detectar errors quan els pacients s'autoadministran medicaments. El nou desenvolupament podria tenir un gran impacte donat el nombre alarmant de pacients que no compleixen les ordres dels metges, cosa que provoca milers de morts i milers de milions de dòlars en costos mèdics cada any. 

El sistema utilitza la detecció sense fil i la IA conjuntament per determinar quan un pacient està utilitzant un bolígraf o un inhalador d'insulina. Els possibles errors els detecta quan un pacient s'autoadministra el medicament. 

Dina Katabi és la professora Andrew i Erna Viteri del MIT. El grup de recerca de Katabi va ser l'encarregat de desenvolupar el nou sistema.

"Alguns treballs anteriors informen que fins a un 70% dels pacients no prenen la seva insulina tal com es prescriu, i molts pacients no utilitzen els inhaladors correctament", diu Katabi. 

Segons els investigadors, el nou sistema es pot instal·lar a casa i alertar pacients i cuidadors d'errors de medicació, la qual cosa ajuda a reduir les visites innecessàries a l'hospital. 

La investigació es va publicar el mes passat a la revista Nature Medicine. Els autors principals de l'estudi inclouen Mingmin Zhao, estudiant de doctorat al Laboratori d'Informàtica i Intel·ligència Artificial (CSAIL) del MIT, i Kreshnik Hoti, antic científic visitant del MIT i actual professor de la Universitat de Prishtina a Kosovo. Els coautors de la investigació inclouen Hao Wang, antic postdoctorat de CSAIL i membre actual del professorat de la Universitat de Rutgers, i Aniruddh Raghu, estudiant de doctorat de CSAIL.

Mecanismes de lliurament de fàrmacs

Molts fàrmacs requereixen mecanismes de lliurament complexos. 

"Per exemple, les plomes d'insulina requereixen cebament per assegurar-se que no hi hagi bombolles d'aire a l'interior. I després de la injecció, s'ha de mantenir durant 10 segons", diu Zhao. "Tots aquests petits passos són necessaris per lliurar correctament el fàrmac al seu lloc actiu". 

Amb cada pas addicional hi ha més possibilitats d'error, que s'incrementen encara més si no hi ha cap farmacèutic present. Com que els pacients sovint s'equivoquen sense adonar-se'n, l'equip pretenia crear un sistema automatitzat.

El nou sistema té tres passos amplis, començant amb un sensor que fa un seguiment dels moviments d'un pacient en un radi de 10 metres. Aquest pas es fa mitjançant ones de ràdio que es reflecteixen al seu cos. Aleshores, la IA mira els senyals reflectits per determinar si un pacient s'autoadministra un inhalador o una ploma d'insulina. L'últim pas és que el sistema avisi el pacient o el professional sanitari quan es detecta un error en l'autoadministració del medicament.

"Una cosa bona d'aquest sistema és que no requereix que el pacient porti cap sensor", diu Zhao. "Fins i tot pot funcionar a través d'oclusions, de manera similar a com podeu accedir a la vostra Wi-FI quan esteu en una habitació diferent de l'encaminador".

Sensor i xarxa neuronal

El sensor es troba al fons d'una casa mentre utilitza IA per interpretar les ones de ràdio modulades. Es va desenvolupar una xarxa neuronal per detectar patrons en l'ús del medicament i es va entrenar per realitzar moviments d'exemple. Mitjançant l'aprenentatge de reforç, la xarxa va detectar amb èxit el 96 per cent de les administracions de bolígrafs d'insulina i el 99 per cent dels usos d'inhaladors. 

Després d'identificar els errors, la xarxa també els pot corregir. L'administració correcta del medicament segueix seqüències similars, el que significa que el sistema pot identificar qualsevol anomalia en els passos específics. Aleshores, aquesta informació es pot enviar al pacient o al seu metge, la qual cosa ajuda a corregir la tècnica.

"En dividir-lo en aquests passos, no només podem veure amb quina freqüència el pacient utilitza el seu dispositiu, sinó que també podem avaluar la seva tècnica d'administració per veure el bé que ho està fent", diu Zhao. 

"Una manera alternativa de resoldre aquest problema és instal·lant càmeres", continua Zhao. "Però fer servir un senyal sense fil és molt menys intrusiu. No mostra l'aparença de la gent".

Segons l'equip, aquest nou sistema es podria adaptar per a altres medicaments mitjançant el reciclatge de la xarxa neuronal.