Egészségügy
A mesterséges intelligencia rendszer észleli a hibákat a gyógyszerek önadagolásakor
Az MIT kutatói kifejlesztettek egy olyan rendszert, amely vezeték nélküli rádiójelekre és mesterséges intelligenciára (AI) támaszkodik, hogy észlelje a hibákat, amikor a betegek maguk adják be a gyógyszert. Az új fejlesztés nagy hatással lehet arra a riasztóan sok betegre, akik nem tartják be az orvosok utasításait, ami évente több ezer halálesethez és több milliárd dolláros egészségügyi költséghez vezet.
A rendszer vezeték nélküli érzékelést és mesterséges intelligenciát együttesen használ annak meghatározására, hogy a páciens inzulintollat vagy inhalátort használ-e. Az esetleges hibákat akkor észleli, amikor a beteg saját maga adagolja be a gyógyszert.
Dina Katabi az MIT Andrew és Erna Viteri professzora. Katabi kutatócsoportja volt felelős az új rendszer kidolgozásáért.
„Egyes korábbi munkák arról számolnak be, hogy a betegek 70%-a nem az előírt módon veszi be az inzulint, és sok beteg nem használja megfelelően az inhalátorokat” – mondja Katabi.
A kutatók szerint az új rendszer otthonra telepíthető, és riaszthatja a betegeket, gondozókat a gyógyszeres hibára, ami segít csökkenteni a felesleges kórházi látogatásokat.
A kutatás a múlt hónapban jelent meg a folyóiratban Nature Medicine. A tanulmány vezető szerzői közé tartozik Mingmin Zhao, az MIT Számítástechnikai és Mesterséges Intelligencia Laboratóriumának (CSAIL) PhD hallgatója, valamint Kreshnik Hoti, az MIT egykori vendégtudósa, a koszovói Prishtina Egyetem jelenlegi oktatója. A kutatás társszerzői közé tartozik Hao Wang, a CSAIL korábbi posztdoktora és a Rutgers Egyetem jelenlegi oktatója, valamint Aniruddh Raghu, a CSAIL PhD hallgatója.
Kábítószer-szállítási mechanizmusok
Sok gyógyszer komplex bejuttatási mechanizmust igényel.
„Például az inzulin tollakat fel kell tölteni, hogy megbizonyosodjon arról, hogy nincsenek benne légbuborékok. Az injekció beadása után pedig 10 másodpercig ki kell tartani” – mondja Zhao. „Minden apró lépés szükséges ahhoz, hogy a gyógyszert megfelelően eljuttassuk az aktív helyre.”
Minden további lépéssel több a hibalehetőség, ami még tovább nő, ha nincs jelen gyógyszerész. Mivel a betegek gyakran hibáznak anélkül, hogy észrevennék, a csapat egy automatizált rendszer létrehozását tűzte ki célul.
Az új rendszer három nagy lépésből áll, kezdve egy érzékelővel, amely 10 méteres körzetben követi a páciens mozgását. Ez a lépés a testükről visszaverődő rádióhullámokon keresztül történik. Ezután a mesterséges intelligencia megvizsgálja a visszavert jeleket, hogy megállapítsa, a páciens saját maga adagolja-e be az inhalátort vagy az inzulintollat. Az utolsó lépés, hogy a rendszer figyelmeztesse a beteget vagy az egészségügyi szolgáltatót, ha hibát észlel a gyógyszer önadagolása során.
"Egy jó dolog ebben a rendszerben, hogy nem szükséges, hogy a páciens semmilyen érzékelőt viseljen" - mondja Zhao. "Még az elzáródásokon keresztül is működhet, hasonlóan ahhoz, ahogyan elérheti a Wi-Fi-t, amikor az útválasztótól eltérő helyiségben tartózkodik."
Érzékelő és neurális hálózat
Az érzékelő egy ház hátterében ül, miközben mesterséges intelligencia segítségével értelmezi a modulált rádióhullámokat. Neurális hálózatot fejlesztettek ki a gyógyszerhasználat mintáinak észlelésére, és példamozgások végrehajtására is betanították. A megerősítő tanulás révén a hálózat sikeresen észlelte az inzulin toll beadásának 96 százalékát és az inhalátorhasználatok 99 százalékát.
Az esetleges hibák azonosítása után a hálózat ki is tudja javítani azokat. A megfelelő gyógyszeradagolás hasonló sorrendben történik, ami azt jelenti, hogy a rendszer az adott lépésekben bármilyen rendellenességet képes azonosítani. Ezt az információt ezután el lehet küldeni a páciensnek vagy orvosának, ami segít a technika kijavításában.
„Ezekre a lépésekre bontva nemcsak azt láthatjuk, hogy a páciens milyen gyakran használja a készülékét, hanem az adagolási technikáját is felmérhetjük, hogy mennyire jól teljesít” – mondja Zhao.
„A probléma megoldásának másik módja a kamerák telepítése” – folytatja Zhao. „A vezeték nélküli jel használata azonban sokkal kevésbé tolakodó. Nem mutatja meg az emberek külsejét.”
A csapat szerint ez az új rendszer végül más gyógyszerekhez is adaptálható lenne a neurális hálózat átképzésével.
