Sistemul AI detectează erorile la administrarea medicamentelor

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

Sistemul utilizează senzori wireless și AI împreună pentru a determina atunci când un pacient folosește un stilou pentru insulină sau un inhalator. Erorile potențiale sunt detectate de sistem atunci când un pacient își administrează medicamente.

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

„Unele studii anterioare arată că până la 70% din pacienți nu iau insulina așa cum li s-a prescris, și mulți pacienți nu folosesc inhalatorii în mod corespunzător”, spune Katabi.

Conform cercetătorilor, noul sistem poate fi instalat acasă și poate alerta pacienții și îngrijitorii cu privire la erorile de medicament, ceea ce ajută la reducerea vizitelor inutile la spital.

Cercetarea a fost publicată luna trecută în revista Nature Medicine. Autorii principali ai studiului includ Mingmin Zhao, student doctorand la Laboratorul de știință și inteligență artificială al MIT (CSAIL), și Kreshnik Hoti, fost cercetător invitat la MIT și actual membru al facultății de la Universitatea din Prishtina, Kosovo. Coautorii cercetării includ Hao Wang, fost postdoc CSAIL și actual membru al facultății de la Universitatea Rutgers, și Aniruddh Raghu, student doctorand CSAIL.

Mecanisme de administrare a medicamentelor

Multe medicamente necesită mecanisme complexe de administrare.

„De exemplu, stilourile pentru insulină necesită pregătire pentru a se asigura că nu există bule de aer în interior. Și după injectare, trebuie să țineți timp de 10 secunde”, spune Zhao. „Toate aceste pași mici sunt necesari pentru a administra corect medicamentul la locul activ.”

Cu fiecare pas suplimentar, crește și numărul de erori posibile, care este și mai mare dacă nu există un farmacist prezent. Deoarece pacienții adesea fac greșeli fără să-și dea seama, echipa a urmărit să creeze un sistem automat.

Noul sistem are trei pași principali, începând cu un senzor care urmărește mișcările pacientului într-un radius de 10 metri. Acest pas se realizează prin unde radio care se reflectă de pe corpul pacientului. Apoi, inteligența artificială examinează semnalele reflectate pentru a determina dacă un pacient își administrează un inhalator sau un stilou pentru insulină. Ultimul pas constă în alertarea pacientului sau a furnizorului de îngrijire medical atunci când se detectează o eroare în administrarea medicamentului.

„Un lucru frumos despre acest sistem este că nu necesită ca pacientul să poarte niciun senzor”, spune Zhao. „El poate funcționa chiar și prin obstacole, asemenea modului în care puteți accesa Wi-Fi-ul atunci când sunteți într-o altă cameră decât routerul.”

Senzor și rețea neuronală

Senzorul este plasat în fundalul unei case, utilizând inteligența artificială pentru a interpreta undele radio modulate. O rețea neuronală a fost dezvoltată pentru a detecta modelele în utilizarea medicamentului și a fost antrenată pentru a efectua mișcări exemplare. Prin învățare prin întărire, rețeaua a detectat cu succes 96% din administrările de insulină și 99% din utilizările inhalatorului.

După identificarea oricăror erori, rețeaua poate corecta și erorile. Administrarea corectă a medicamentului urmează secvențe similare, ceea ce înseamnă că sistemul poate identifica orice anomalii în pașii specifici. Informațiile pot fi apoi transmise pacientului sau medicului, ceea ce ajută la corectarea tehnicii.

„Prin descompunerea în acești pași, putem vedea nu numai cu ce frecvență pacientul utilizează dispozitivul, ci și evalua tehnica de administrare pentru a vedea cât de bine o face”, spune Zhao.

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

Conform echipei, noul sistem ar putea fi adaptat în cele din urmă pentru alte medicamente prin reantrenarea rețelei neuronale.