Älyjärjestelmä havaitsee virheitä itsehoitolääkkeiden antamisessa

MIT:n tutkijat ovat kehittäneet järjestelmän, joka käyttää langattomia radioaaltoja ja tekoälyä havaitsemaan virheitä, kun potilaat itse antavat lääkkeitä. Uusi kehitys voi vaikuttaa merkittävästi, kun otetaan huomioon hämmästyttävä määrä potilaita, jotka eivät noudatta lääkärien ohjeita, mikä johtaa tuhansiin kuolemiin ja miljardiin dollariin lääkärikustannuksiin joka vuosi.

Järjestelmä käyttää langatonta havaintoa ja tekoälyä yhdessä määrittääkseen, kun potilas käyttää insuliinipiikkaa tai inhalaattoria. Mahdolliset virheet havaitaan, kun potilas antaa itse lääkkeitä.

Dina Katabi on Andrew ja Erna Viterin professori MIT:ssä. Katabin tutkimusryhmä oli vastuussa uuden järjestelmän kehittämisestä.

“Jotkut aiemmat tutkimukset ovat raportoineet, että jopa 70 % potilaista ei ota insuliinia lääkärin määräysten mukaan, ja monet potilaat eivät käytä inhalaattoreita oikein”, Katabi sanoo.

Tutkijoiden mukaan uusi järjestelmä voidaan asentaa kotiin ja hälyttää potilaita ja hoitajia lääkevirheestä, mikä auttaa vähentämään tarpeetonta sairaalakäyntejä.

Tutkimus julkaistiin viime kuussa Nature Medicine -lehdessä. Tutkimuksen pääkirjoittajat ovat Mingmin Zhao, MIT:n tietojenkäsittelytieteen ja tekoälyn laboratorion PhD-opiskelija, ja Kreshnik Hoti, entinen vierailija MIT:ssä ja nykyinen opettaja Pristinan yliopistossa Kosovossa. Tutkimuksen yhteiskirjoittajat ovat Hao Wang, entinen CSAIL:n post doc ja nykyinen opettaja Rutgersin yliopistossa, ja Aniruddh Raghu, CSAIL:n PhD-opiskelija.

Lääkkeen toimitusmekanismit

Monet lääkkeet vaativat monimutkaisia toimitusmekanismeja.

“Esimerkiksi insuliinipiikit vaativat esikäsittelyä varmistaakseen, ettei sisällä ole ilmakuplia. Ja injektion jälkeen on pidettävä 10 sekuntia”, Zhao sanoo. “Kaikki nämä pienet vaiheet ovat välttämättömiä lääkkeen oikean toimituksen varmistamiseksi.”

Jokainen lisävaihe lisää virheiden mahdollisuuksia, mikä lisääntyy entisestään, jos apteekkaria ei ole läsnä. Koska potilaat usein tekevät virheitä ilman, että he tajuavat sitä, tiimi pyrki luomaan automaattisen järjestelmän.

Uusi järjestelmä koostuu kolmesta laajasta vaiheesta, joista ensimmäinen on anturi, joka seuraa potilaan liikkeitä 10 metrin säteellä. Tämä vaihe tehdään radioaalloilla, jotka heijastuvat heidän kehostaan. Sitten tekoäly tarkastelee heijastettuja signaaleja määrittääkseen, onko potilas itse antamassa inhalaattoria tai insuliinipiikkaa. Viimeinen vaihe on hälyttää potilas tai terveydenhuollon tarjoaja, kun virhe havaitaan lääkkeen itseantamisessa.

“Yksi hyvä asia tässä järjestelmässä on, ettei potilaan tarvitse käyttää mitään antureita”, Zhao sanoo. “Se toimii jopa esteiden läpi, samalla tavalla kuin voit käyttää Wi-Fi:a, kun olet eri huoneessa kuin reititin.”

Anturi ja tekoälyn verkko

Anturi sijaitsee taustalla kotona ja käyttää tekoälyä tulkitakseen moduloitua radioaaltoja. Tekoälyverkko kehitettiin havaitsemaan lääkkeen käytön malleja, ja se koulutettiin suorittamaan esimerkki-liikkeitä. Vahvistusoppimisen kautta verkko havainnollisti 96 % insuliinipiikka-käytöistä ja 99 % inhalaattorin käytöistä.

Virheiden tunnistamisen jälkeen verkko voi myös korjata ne. Oikean lääkkeen antamisen jälkeen seurataan samanlaisia järjestyksiä, mikä tarkoittaa, että järjestelmä voi tunnistaa poikkeamat tarkastusjärjestyksessä. Tiedot voidaan lähettää potilaalle tai lääkärille, mikä auttaa korjaamaan tekniikkaa.

“Jakamalla sen nämä vaiheet, voimme nähdä, kuinka usein potilas käyttää laitetta, ja myös arvioida heidän antamistekniikkaa, kuinka hyvin he tekevät”, Zhao sanoo.

“Vaihtoehtoinen tapa ratkaista tämä ongelma on asentaa kamerat”, Zhao jatkaa. “Mutta langattoman signaalin käyttäminen on paljon vähemmän häiritsevää. Se ei näytä ihmisten ulkonäköä.”

Tutkijoiden mukaan uusi järjestelmä voidaan lopulta sovittaa muihin lääkkeisiin kouluttamalla tekoälyverkkoa uudelleen.