ایمپلنتهای پزشکی در بیشتر موارد جمعآوریکننده دادههای بیصدا هستند: آنها ثبت میکنند، پزشکان بعداً بررسی میکنند، و بیماران به ندرت تا قبل از یک قرار ملاقات برنامهریزی شده، آنها را مشاهده میکنند. تیمی در دانشگاه پنسیلوانیا مدل بسیار متفاوتی را آزمایش کردهاند - یک دستگاه پزشکی که بیماران واقعاً میتوانند با آن صحبت کنند و جواب میدهد.
در یک مطالعه اثبات مفهومی منتشر شده در Nature Medicine، محققان دانشکده پزشکی پرلمن پن و مرکز مهندسی عصبی و درمانی (CNT) یک پلتفرم مبتنی بر هوش مصنوعی را توصیف میکنند که به افراد تحت نظارت برای صرع اجازه میدهد پیامهای مبادلهای را با سیستم نظارت بر مغزشان در زمان واقعی بپرسند، سوالاتی در مورد سیستم نظارت بر مغزشان بپرسند، حتی علائم فعالیت مغز خود را آموزش دهند، حتی علائم را آموزش ببینند، دریافت کنند. تشنج دقیق تر For more context on this story, see our ongoing latest AI developments.
پلتفرم چگونه کار می کند
این مطالعه 13 بزرگسال را که برای نظارت مستمر مغز با الکتروانسفالوگرافی (EEG) در واحد نظارت بر صرع پن بستری شده بودند - برخی برای مشخص کردن منبع تشنج خود و برخی دیگر به عنوان بخشی از ارزیابی قبل از جراحی ثبت نام کردند. پلتفرمی که آنها آزمایش کردند شامل سه جزء بود: نرم افزاری که به طور مداوم داده های EEG را از الکترودهای مغز هر شرکت کننده می گرفت. یک محیط ابری امن و سازگار با HIPAA که داده های دریافتی را در زمان واقعی تجزیه و تحلیل می کند. و یک برنامه تلفن هوشمند دارای عامل مکالمه هوش مصنوعی توسعه یافته توسط Penn، که با فناوری مشابه ChatGPT ساخته شده است.
از طریق این اپلیکیشن، بیماران میتوانند در مورد فعالیت مغز خود سؤال بپرسند، درخواست تجسم روند دادههای خود کنند، علائم را گزارش کنند و هشدارها یا نظرسنجیها را در طول روز دریافت کنند. این سیستم همچنین میتواند وقتی تغییراتی را که مربوط به آن تشخیص میدهد، بدون هیچ درخواستی دست به دست کند و «در حال پرواز» بر اساس پاسخهای بیمار سازگار شود.
برایان لیت، نویسنده ارشد، استاد اعصاب، جراحی مغز و اعصاب و مهندسی زیستی، میگوید: «ایده این است که به جای منتظر ماندن یک متخصص برای تجزیه و تحلیل دادههای جمعآوریشده توسط دستگاه شما، دستگاه میتواند تغییرات را تشخیص دهد و فوراً به شما هشدار دهد، مانند جیمینی کریکت شخصی شما روی شانههای شما.» مهمتر از همه، بیمار و دستگاه می توانند در طول زمان با هم یاد بگیرند.
چه 1307 پیام نازل شد
در طول دوره مطالعه، شرکت کنندگان 1307 پیام را با سیستم رد و بدل کردند. بیشتر مکالمات بر روی رویدادهای تشنج، خواب، خلق و خو و سطوح انرژی متمرکز بودند - عواملی که مستقیماً بر فعالیت تشنج تأثیر دارند. بیماران همچنین سه بار در روز در مورد خواب، اضطراب، خلق و خو، رفاه و سایر علائم مورد بررسی قرار گرفتند.
حلقه بازخورد در هر دو جهت کار کرد. شرکتکنندگان میتوانستند به سیستم بگویند کدام تشخیص تشنج صحیح است و کدام هشدار نادرست، و در نتیجه پلتفرم توانایی خود را برای شناسایی دقیق تشنج بهبود بخشید. پزشکان میتوانند ارزیابیهای سیستم را بررسی کنند و حاشیهنویسیهای خود را از طریق الگوریتم «متخصص در حلقه» هوشمند، که ورودیهای متخصص را تنها روی موارد با بالاترین ارزش متمرکز میکند، اضافه کنند.
چندین شرکت کننده گفتند این پلتفرم به آنها کمک کرد تا الگوهایی را که متوجه شده بودند اما هرگز درک نکرده بودند درک کنند. یکی گزارش داد که به "تحکیم آنچه احساس می کردم بین برخی از قسمت ها و احساساتم درست است" کمک کرد. دیگران برای دسترسی به داده های خواب و امکان هشدار قبل از تشنج های بزرگ ارزش قائل بودند.
از صرع تا پمپ انسولین و تحریک عمیق مغز
تیم این پلتفرم را به عنوان الگویی برای نسل بعدی دستگاه های پزشکی بسیار فراتر از صرع می بیند. کاربردهای بالقوه شامل دستگاههای قلبی، پمپهای انسولین، و درمانهای عصبی-روانپزشکی نوظهور برای بیماری پارکینسون، افسردگی، اختلال وسواس فکری-اجباری، اعتیاد و اختلالات شناختی است.
کار در حال حاضر در حال انجام است: محققان در حال آماده سازی مطالعاتی با لورن هامر، دکترای دکترا، استادیار نورولوژی و مهندسی زیستی هستند تا از این پلت فرم برای تنظیم خودکار دستگاه های تحریک عمقی مغز که برای درمان بیماری پارکینسون استفاده می شوند استفاده کنند. پروژههای بیشتر با هدف ترکیب ابزارهای پوشیدنی برای بیخوابی، صرع، و نظارت بر مغز و علائم حیاتی است.
لیت گفت: «بیماران اغلب جنبههایی از بیماری خود را درک میکنند که حسگرها نمیتوانند مستقیماً آنها را اندازهگیری کنند.» و همانطور که در انتشار بیان میشود، یک پمپ انسولین را پیشبینی میکند که میتواند به سؤالات مربوط به تأثیر یک وعده غذایی بر قند خون پاسخ دهد. از آنجایی که چنین سیستمهایی شخصیتر میشوند، محققان انتظار دارند که به نظارت بالینی کمتری نیاز داشته باشند و استفاده طولانیمدت سرپایی را عملی کند.
تغییر در ابزارهای پزشکی
اهمیت گسترده تر این مطالعه به همان اندازه که فنی است، مفهومی است. در جایی که دستگاههای امروزی عمدتاً دادهها را برای بررسی دورهای پزشک جمعآوری میکنند، پلتفرم پن با دستگاه، بیمار و تیم مراقبت بهعنوان همکاران در یک مکالمه مداوم رفتار میکند. این یافته ها توسط دانشکده پزشکی پرلمن و تیم CNT در Nature Medicine منتشر شد و خود پلتفرم توسط دانشجویان دکتری مهندسی زیستی پن به رهبری زاک گلدبلوم، هاوئر شی و ژونگ چوان ژو ساخته شد.
این آزمایش کوچک است - 13 بیمار در یک واحد نظارت کنترل شده - و فناوری اولیه است. اما یک نگاه اجمالی مشخص از آنچه اتفاق میافتد زمانی که دادههایی که یک دستگاه پزشکی جمعآوری میکند از یک طرف جریان نمییابد و تبدیل به چیزی میشود که بیماران میتوانند در زمان واقعی سؤال کنند، تصحیح کنند و از آن بیاموزند، میشود.
---
Stay Ahead of AIGet the latest AI news, analysis, and breakthroughs — all in one place.
Read more AI news →
