Hệ Thống AI Phát Hiện Lỗi Khi Tự Tiêm Thuốc

Các nhà nghiên cứu tại MIT đã phát triển một hệ thống dựa trên tín hiệu radio không dây và trí tuệ nhân tạo (AI) để phát hiện lỗi khi bệnh nhân tự tiêm thuốc. Phát minh mới này có thể có tác động lớn khi số lượng bệnh nhân không tuân thủ chỉ định của bác sĩ đang gây ra hàng nghìn ca tử vong và chi phí y tế hàng tỷ đô la mỗi năm.

Hệ thống sử dụng cảm biến không dây và AI để xác định khi bệnh nhân sử dụng bút insulin hoặc máy khí dung. Các lỗi tiềm ẩn được phát hiện khi bệnh nhân tự tiêm thuốc.

Dina Katabi là giáo sư Andrew và Erna Viteri tại MIT. Nhóm nghiên cứu của Katabi chịu trách nhiệm phát triển hệ thống mới.

“Một số nghiên cứu trước đây cho thấy rằng lên đến 70% bệnh nhân không sử dụng insulin theo chỉ định, và nhiều bệnh nhân không sử dụng máy khí dung đúng cách,” Katabi nói.

Theo các nhà nghiên cứu, hệ thống mới có thể được cài đặt tại nhà và cảnh báo bệnh nhân và người chăm sóc về lỗi thuốc, giúp giảm thiểu các chuyến thăm bệnh viện không cần thiết.

Nghiên cứu được công bố vào tháng trước trên tạp chí Nature Medicine. Các tác giả chính của nghiên cứu bao gồm Mingmin Zhao, sinh viên tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Khoa học Máy tính và Trí tuệ Nhân tạo (CSAIL) của MIT, và Kreshnik Hoti, nhà khoa học thăm viêng trước đây tại MIT và hiện là thành viên giảng dạy tại Đại học Prishtina ở Kosovo. Các đồng tác giả của nghiên cứu bao gồm Hao Wang, cựu nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại CSAIL và hiện là thành viên giảng dạy tại Đại học Rutgers, và Aniruddh Raghu, sinh viên tiến sĩ tại CSAIL.

Cơ Chế Vận Chuyển Thuốc

Nhiều loại thuốc yêu cầu cơ chế vận chuyển phức tạp.

“Ví dụ, bút insulin yêu cầu phải chuẩn bị để đảm bảo không có bọt khí bên trong. Và sau khi tiêm, bạn phải giữ trong 10 giây,” Zhao nói. “Tất cả các bước nhỏ như vậy là cần thiết để đưa thuốc đến vị trí hoạt động của nó.”

Với mỗi bước thêm, có nhiều cơ hội hơn để xảy ra lỗi, điều này tăng lên nếu không có dược sĩ hiện diện. Vì bệnh nhân thường mắc lỗi mà không nhận ra, nhóm nghiên cứu nhằm tạo ra một hệ thống tự động.

Hệ thống mới có ba bước rộng, bắt đầu với một cảm biến theo dõi chuyển động của bệnh nhân trong phạm vi 10 mét. Bước này được thực hiện thông qua sóng radio phản xạ từ cơ thể họ. Sau đó, AI xem xét các tín hiệu phản xạ để xác định xem bệnh nhân có đang sử dụng máy khí dung hoặc bút insulin hay không. Bước cuối cùng là hệ thống cảnh báo bệnh nhân hoặc nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe khi phát hiện lỗi trong việc tự tiêm thuốc.

“Một điều tuyệt vời về hệ thống này là nó không yêu cầu bệnh nhân phải đeo bất kỳ cảm biến nào,” Zhao nói. “Nó thậm chí có thể hoạt động thông qua các vật cản, tương tự như cách bạn có thể truy cập Wi-Fi khi ở phòng khác với bộ định tuyến.”

Cảm Biến và Mạng Nơ-Ron

Cảm biến nằm ở hậu cảnh của một ngôi nhà trong khi sử dụng AI để giải thích các sóng radio được điều chế. Một mạng nơ-ron được phát triển để phát hiện các mẫu trong việc sử dụng thuốc, và nó được đào tạo để thực hiện các chuyển động ví dụ. Thông qua học tăng cường, mạng đã phát hiện thành công 96% việc sử dụng bút insulin và 99% việc sử dụng máy khí dung.

Sau khi xác định bất kỳ lỗi nào, mạng cũng có thể sửa lỗi. Việc quản lý thuốc đúng cách tuân theo các trình tự tương tự, điều này có nghĩa là hệ thống có thể xác định bất kỳ sự bất thường nào trong các bước cụ thể. Thông tin đó có thể được gửi đến bệnh nhân hoặc bác sĩ của họ, giúp sửa chữa kỹ thuật.

“Bằng cách chia nhỏ nó thành các bước, chúng tôi không chỉ có thể xem thấy tần suất bệnh nhân sử dụng thiết bị của họ, mà còn đánh giá kỹ thuật quản lý thuốc của họ để xem họ làm tốt như thế nào,” Zhao nói.

“Một cách thay thế để giải quyết vấn đề này là bằng cách cài đặt camera,” Zhao tiếp tục. “Nhưng sử dụng tín hiệu không dây ít xâm phạm hơn. Nó không hiển thị hình dạng của mọi người.”

Theo nhóm nghiên cứu, hệ thống mới này có thể được thích nghi cho các loại thuốc khác bằng cách đào tạo lại mạng nơ-ron.