Lékařské implantáty jsou z větší části tichými sběrateli dat: zaznamenávají, lékaři je prohlížejí později a pacienti jen zřídka vidí něco z toho až do plánované schůzky. Tým na Pensylvánské univerzitě testoval velmi odlišný model – lékařské zařízení, se kterým mohou pacienti skutečně mluvit, a které mluví zpět.
Ve studii proof-of-concept publikované v Nature Medicine vědci z Penn's Perelman School of Medicine a Center for Neuroengineering and Therapeutics (CNT) popisují platformu řízenou umělou inteligencí, která umožňuje lidem monitorovaným kvůli epilepsii vyměňovat si zprávy pomocí jejich systému pro monitorování mozku v reálném čase – klást otázky týkající se jejich vlastní mozkové aktivity, přijímat personalizovaná upozornění, hlásit symptomy a ještě více jim pomáhat. For more context on this story, see our ongoing artificial intelligence updates.
Jak platforma funguje
Do studie bylo zařazeno 13 dospělých přijatých na Penn's Epilepsy Monitoring Unit za účelem nepřetržitého monitorování mozku pomocí elektroencefalografie (EEG) – někteří k určení zdroje svých záchvatů, jiní jako součást předchirurgického hodnocení. Platforma, kterou testovali, se skládala ze tří komponent: softwaru, který nepřetržitě zachycoval EEG data z elektrod v mozku každého účastníka; bezpečné cloudové prostředí kompatibilní s HIPAA analyzující příchozí data téměř v reálném čase; a aplikaci pro chytré telefony s konverzačním agentem AI vyvinutým společností Penn, postaveným s technologií podobnou té, která stojí za ChatGPT.
Prostřednictvím aplikace mohli pacienti klást otázky týkající se jejich mozkové aktivity, požadovat vizualizace trendů ve svých datech, hlásit příznaky a dostávat upozornění nebo průzkumy po celý den. Systém mohl také bez vyzvání oslovit, když zaznamenal změny, které považoval za relevantní, a přizpůsobit se „za běhu“ na základě reakcí pacientů.
„Myšlenka je taková, že místo čekání na specialistu, který analyzuje data shromážděná vaším zařízením, může zařízení detekovat změny a okamžitě vás upozornit, jako je váš osobní Jiminy Cricket na vašem rameni,“ řekl hlavní autor Brian Litt, MD, profesor neurologie, neurochirurgie a bioinženýrství. "Důležitější je, že jak pacient, tak přístroj se mohou časem učit společně. Přístroj se naučí, na čem pacientovi záleží, a pacient se dozví, jak jeho chování ovlivňuje jeho zdraví."
Co 1 307 zpráv odhalilo
Během období studie si účastníci se systémem vyměnili 1 307 zpráv. Většina rozhovorů se soustředila na záchvatové události, spánek, náladu a energetické hladiny – faktory s přímým vlivem na záchvatovou aktivitu. Pacienti byli také třikrát denně dotazováni na spánek, úzkost, náladu, pohodu a další příznaky.
Zpětná vazba fungovala v obou směrech. Účastníci mohli systému říci, které detekce záchvatů byly správné a které byly falešné poplachy, a platforma díky tomu podstatně zlepšila svou schopnost přesně identifikovat záchvaty. Lékaři si mohli prohlédnout hodnocení systému a přidat své vlastní anotace pomocí algoritmu, který tým nazývá inteligentním „expertem ve smyčce“, který soustředil odborné vstupy pouze na případy s nejvyšší hodnotou.
Několik účastníků uvedlo, že jim platforma pomohla pochopit vzorce, kterých si všimli, ale nikdy jim nerozuměli. Jedna uvedla, že to pomohlo „upevnit to, co jsem mezi některými mými epizodami a emocemi cítil jako pravdivé“. Jiní ocenili přístup ke svým údajům o spánku a možnost varování před velkými záchvaty.
Od epilepsie k inzulínovým pumpám a hluboké mozkové stimulaci
Tým vidí platformu jako šablonu pro další generaci zdravotnických prostředků daleko za epilepsií. Potenciální aplikace zahrnují srdeční zařízení, inzulínové pumpy a nově vznikající neuropsychiatrické léčby Parkinsonovy choroby, deprese, obsedantně-kompulzivní poruchy, závislosti a kognitivních poruch.
Práce již probíhají: výzkumníci připravují studie s Lauren Hammerovou, MD, PhD, odbornou asistentkou neurologie a bioinženýrství, s cílem použít platformu k automatickému vyladění zařízení pro hlubokou mozkovou stimulaci používaných k léčbě Parkinsonovy choroby. Další projekty mají za cíl začlenit nositelná zařízení pro nespavost, epilepsii a monitorování mozku a životních funkcí.
"Pacienti často chápou aspekty svého onemocnění, které senzory nedokážou přímo změřit," řekl Litt a představil si, jak se uvádí ve zprávě, inzulínovou pumpu, která by mohla odpovědět na otázky, jak jídlo ovlivní hladinu cukru v krvi. Jak se takové systémy stávají více personalizovanými, vědci očekávají, že budou vyžadovat méně klinického dohledu, takže dlouhodobé ambulantní použití je praktické.
Posun v tom, k čemu jsou zdravotnické prostředky
Širší význam studie je koncepční i technický. Tam, kde dnešní zařízení většinou shromažďují data pro pravidelné lékařské kontroly, platforma Penn zachází se zařízením, pacientem a pečovatelským týmem jako se spolupracovníky v probíhající konverzaci. Zjištění byla publikována v Nature Medicine týmem Perelman School of Medicine a CNT, přičemž samotná platforma byla vytvořena doktorandy Penn Bioengineering vedenými Zackem Goldblumem, Haoer Shi a Zhongchuan Xu.
Experiment je malý – 13 pacientů v kontrolované monitorovací jednotce – a technologie je časná. Nabízí však konkrétní pohled na to, co se stane, když data, která zdravotnický prostředek shromažďuje, přestanou proudit jedním směrem a stanou se něčím, co mohou pacienti zpochybňovat, opravovat a učit se z nich v reálném čase.
---
Stay Ahead of AIGet the latest AI news, analysis, and breakthroughs — all in one place.
Read more AI news →
