Sistemul AI detectează erori atunci când se autoadministra un medicament

Cercetătorii de la MIT au dezvoltat un sistem care se bazează pe semnale radio fără fir și pe inteligența artificială (AI) pentru a detecta erorile atunci când pacienții își administrează singur medicamentele. Noua dezvoltare ar putea avea un impact mare, având în vedere numărul alarmant de pacienți care nu reușesc să adere la ordinele medicilor, ceea ce duce la mii de decese și la miliarde de dolari în costuri medicale în fiecare an. 

Sistemul folosește senzorul wireless și AI împreună pentru a determina când un pacient folosește un stilou injector (pen) sau un inhalator de insulină. Erorile potențiale sunt detectate de acesta atunci când un pacient își administrează singur medicamentul. 

Dina Katabi este profesorul Andrew și Erna Viteri la MIT. Grupul de cercetare al lui Katabi a fost responsabil pentru dezvoltarea noului sistem.

„Unele lucrări din trecut raportează că până la 70% dintre pacienți nu își iau insulina așa cum a fost prescris, iar mulți pacienți nu folosesc inhalatoarele în mod corespunzător”, spune Katabi. 

Potrivit cercetătorilor, noul sistem poate fi instalat acasă și poate alerta pacienții și îngrijitorii cu privire la o eroare de medicație, ceea ce ajută la reducerea vizitelor inutile la spital. 

Cercetarea a fost publicată luna trecută în jurnal Nature Medicine. Autorii principali ai studiului includ Mingmin Zhao, doctorand la Laboratorul de Informatică și Inteligență Artificială (CSAIL) al MIT, și Kreshnik Hoti, fost om de știință vizitator la MIT și actual membru al facultății la Universitatea din Prishtina din Kosovo. Co-autorii cercetării includ Hao Wang, fostul post-doctorat CSAIL și actual membru al facultății la Universitatea Rutgers, și Aniruddh Raghu, doctorand CSAIL.

Mecanisme de livrare a medicamentelor

Multe medicamente necesită mecanisme complexe de administrare. 

„De exemplu, stilourile cu insulină necesită amorsare pentru a vă asigura că nu există bule de aer în interior. Și după injectare, trebuie să țineți timp de 10 secunde”, spune Zhao. „Toți acești pași mici sunt necesari pentru a livra corect medicamentul la locul său activ.” 

Cu fiecare pas suplimentar vin mai multe șanse de erori, care cresc și mai mult dacă nu este prezent un farmacist. Deoarece pacienții greșesc adesea fără să-și dea seama, echipa și-a propus să creeze un sistem automatizat.

Noul sistem are trei pași largi, începând cu un senzor care urmărește mișcările pacientului pe o rază de 10 metri. Acest pas se face prin unde radio care se reflectă în corpul lor. Apoi, AI analizează semnalele reflectate pentru a determina dacă un pacient își auto-administra un inhalator sau un stilou injector de insulină. Ultimul pas este ca sistemul să alerteze pacientul sau furnizorul de servicii medicale atunci când este detectată o eroare în autoadministrarea medicamentului.

„Un lucru bun la acest sistem este că nu necesită ca pacientul să poarte senzori”, spune Zhao. „Poate funcționa chiar și prin ocluzii, similar modului în care vă puteți accesa Wi-FI atunci când vă aflați într-o cameră diferită de router.”

Senzor și rețea neuronală

Senzorul se află în fundalul unei case în timp ce folosește AI pentru a interpreta undele radio modulate. A fost dezvoltată o rețea neuronală pentru a detecta modele în utilizarea medicamentului și a fost antrenată pentru a efectua mișcări de exemplu. Prin învățare prin întărire, rețeaua a detectat cu succes 96 la sută din administrarea stiloului injector (pen) de insulină și 99 la sută din utilizările inhalatoarelor. 

După identificarea oricăror erori, rețeaua le poate, de asemenea, corecta. Administrarea corectă a medicamentului urmează secvențe similare, ceea ce înseamnă că sistemul poate identifica orice anomalie în pașii specifici. Aceste informații pot fi apoi trimise pacientului sau medicului acestuia, ceea ce ajută la corectarea tehnicii.

„Prin acești pași, putem nu numai să vedem cât de frecvent pacientul își folosește dispozitivul, dar și să evaluăm tehnica de administrare pentru a vedea cât de bine se descurcă”, spune Zhao. 

„O modalitate alternativă de a rezolva această problemă este prin instalarea de camere”, continuă Zhao. „Dar utilizarea unui semnal wireless este mult mai puțin intruzivă. Nu arată aspectul oamenilor.”

Potrivit echipei, acest nou sistem ar putea fi în cele din urmă adaptat pentru alte medicamente prin reinstruirea rețelei neuronale.