Künstliche Intelligenz könnte das Ende von Finger-Stich-Blutzuckertests bedeuten

Künstliche Intelligenz wurde verwendet, um neue Technologie zu entwickeln, die in der Lage ist, niedrige Blutzuckerspiegel über ein EKG mit einem nicht-invasiven Sensor zu erkennen. Sie kann hypoglykämische Ereignisse aus rohen EKG-Signalen erkennen. Die Technologie wurde von Forschern der University of Warwick entwickelt, darunter Dr. Leandro Pecchia.

Kontinuierliche Glukosemonitore (CGM) werden derzeit verwendet und sind für die Erkennung von Hypoglykämie verfügbar. Sie können den Glukosegehalt im Interstitium durch den Einsatz eines invasiven Sensors mit einer kleinen Nadel messen. Dieser sendet dann Alarme und Daten an ein Anzeigegerät. Oft müssen sie zweimal täglich mit invasiven Finger-Stich-Blutzuckertests kalibriert werden.

Dr. Leandro Pecchias Team an der University of Warwick veröffentlichte ihre Ergebnisse am 13. Januar in einem Paper mit dem Titel “Präzisionsmedizin und künstliche Intelligenz: Eine Pilotstudie über Deep Learning für die Erkennung von Hypoglykämie-Ereignissen auf der Grundlage von EKG”. Es wurde in der Nature-Springer-Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht.

Das Paper bewies, dass die neuesten Entwicklungen im Bereich der künstlichen Intelligenz (Deep Learning) verwendet werden können, um hypoglykämische Ereignisse aus rohen EKG-Signalen zu erkennen, die durch nicht-invasive tragbare Sensoren erfasst werden.

Es wurden zwei Pilotstudien mit gesunden Freiwilligen durchgeführt, und sie fanden heraus, dass die durchschnittliche Empfindlichkeit und Spezifität der hypoglykämischen Erkennung mit der Leistung aktueller CGM vergleichbar ist, aber nicht-invasiv ist.

Dr. Leandro Pecchia ist von der School of Engineering an der University of Warwick.

“Fingerstiche sind nie angenehm und in einigen Situationen besonders umständlich. Den Fingerstich während der Nacht zu nehmen, ist besonders unangenehm, insbesondere für Patienten im pädiatrischen Alter.

“Unsere Innovation bestand darin, künstliche Intelligenz für die automatische Erkennung von Hypoglykämie über einige EKG-Schläge zu verwenden. Dies ist relevant, weil EKG in jeder Situation, einschließlich des Schlafes, erfasst werden kann.”

Das von den Forschern verwendete Modell wird als Warwick-Modell bezeichnet und zeigt, wie sich das EKG bei jedem Probanden während eines hypoglykämischen Ereignisses ändert. Das KI-Modell wurde von den Forschern mit den Daten jedes Probanden trainiert. Da es so viele intersubjektive Unterschiede gibt, würde die Verwendung von Kohortendaten zur Trainierung des Systems nicht die gleichen Ergebnisse liefern. Ein effektiverer Ansatz wäre eine personalisierte Therapie auf der Grundlage des neuen Systems.

Es ist wahrscheinlich, dass die Methode der Warwick-Wissenschaftler so effektiv war, weil die KI-Algorithmen mit den Daten jedes Probanden trainiert wurden.

“Die Leistung von KI-Algorithmen, die mit EKG-Daten von Kohorten trainiert wurden, würde durch diese inter-subjektiven Unterschiede behindert”, sagt Pecchia.

“Unsere Herangehensweise ermöglicht eine personalisierte Abstimmung der Erkennungsalgorithmen und betont, wie hypoglykämische Ereignisse das EKG bei Individuen beeinflussen. Basierend auf diesen Informationen können Kliniker die Therapie an jedes Individuum anpassen. Offensichtlich ist weitere klinische Forschung erforderlich, um diese Ergebnisse in größeren Populationen zu bestätigen. Deshalb suchen wir nach Partnern.”

Bald vor der Tür

Künstliche Intelligenz im medizinischen Bereich ist einer der größten potenziellen Einsatzbereiche für diese Technologie. Die aktuellen Anwendungen sind bereits extrem beeindruckend und werden weiter voranschreiten. Diese neue Technologie kann eines der unangenehmsten täglichen Aspekte von Diabetikern lösen und sehr wohl das Ende der notwendigen Finger-Stich-Blutzuckertests bedeuten.

Oft liegt der Fokus auf großen medizinischen Fortschritten, die durch künstliche Intelligenz erreicht werden können, wie z.B. die Heilung von Krankheiten und die Durchführung extrem präziser chirurgischer Eingriffe. Dies ist alles wahr und wird zweifellos große Fortschritte im medizinischen Bereich bringen, was wiederum der Gesellschaft zugute kommen wird. Es wird eine Zeit kommen, in der Roboter die meisten chirurgischen Eingriffe durchführen, Pharmazeutika und Heilmittel entwickeln und fast alles andere vorstellbare tun. Während dies nicht weit entfernt ist, weiß niemand genau, wie lange es dauern wird, bis wir diesen Punkt erreichen. Mit der Art von Technologie, die von den Forschern der University of Warwick entwickelt wurde, oder anderen Fortschritten in der Robotik, wie z.B. Prothesen und künstlicher Haut, wird künstliche Intelligenz bald das tägliche Leben von Menschen mit diesen medizinischen Bedingungen verändern. Wir müssen nicht auf die Zukunft warten, um die großen medizinischen Fortschritte zu sehen, die Technologie, die das Leben von Hunderten von Millionen Menschen dramatisch verändern wird, ist bald vor der Tür.