Implan medis, sebagian besar, merupakan pengumpul data diam-diam: mereka mencatat, kemudian diperiksa oleh dokter, dan pasien jarang melihatnya sampai janji temu telah dijadwalkan. Sebuah tim di University of Pennsylvania telah menguji model yang sangat berbeda – perangkat medis yang dapat digunakan oleh pasien untuk berbicara, dan dapat membalas.
Dalam studi pembuktian konsep yang diterbitkan di Nature Medicine, para peneliti di Penn's Perelman School of Medicine dan Center for Neuroengineering and Therapeutics (CNT) menggambarkan platform berbasis AI yang memungkinkan orang yang dipantau untuk epilepsi bertukar pesan dengan sistem pemantauan otak mereka secara real time - mengajukan pertanyaan tentang aktivitas otak mereka, menerima peringatan yang dipersonalisasi, melaporkan gejala, dan bahkan membantu melatih sistem untuk mengenali kejang mereka dengan lebih akurat. For more context on this story, see our ongoing more AI stories.
How the Platform Works
Penelitian ini melibatkan 13 orang dewasa yang dirawat di Unit Pemantauan Epilepsi Penn untuk pemantauan otak berkelanjutan dengan electroencephalography (EEG) – beberapa untuk menentukan sumber kejang mereka, yang lain sebagai bagian dari evaluasi pra-bedah. Platform yang mereka uji terdiri dari tiga komponen: perangkat lunak yang terus menerus menangkap data EEG dari elektroda di otak masing-masing peserta; lingkungan cloud yang aman dan sesuai dengan HIPAA yang menganalisis data masuk hampir secara real-time; dan aplikasi ponsel cerdas yang menampilkan agen percakapan AI yang dikembangkan Penn, dibangun dengan teknologi serupa dengan yang ada di balik ChatGPT.
Melalui aplikasi ini, pasien dapat mengajukan pertanyaan tentang aktivitas otak mereka, meminta visualisasi tren dalam data mereka, melaporkan gejala, dan menerima peringatan atau survei sepanjang hari. Sistem ini juga dapat menjangkau tanpa diminta ketika melihat perubahan yang dianggap relevan, dan beradaptasi "dengan cepat" berdasarkan tanggapan pasien.
“Idenya adalah alih-alih menunggu seorang spesialis menganalisis data yang dikumpulkan oleh perangkat Anda, perangkat tersebut dapat mendeteksi perubahan dan segera memperingatkan Anda, seperti Jiminy Cricket pribadi yang ada di bahu Anda,” kata penulis senior Brian Litt, MD, seorang profesor Neurologi, Bedah Saraf, dan Bioteknologi. “Lebih penting lagi, baik pasien maupun perangkat dapat belajar bersama seiring berjalannya waktu. Perangkat mempelajari apa yang penting bagi pasien, dan pasien mempelajari bagaimana perilaku mereka memengaruhi kesehatan mereka.”
What 1,307 Messages Revealed
Selama masa penelitian, peserta bertukar 1.307 pesan dengan sistem. Sebagian besar percakapan berpusat pada peristiwa kejang, tidur, suasana hati, dan tingkat energi – faktor-faktor yang berhubungan langsung dengan aktivitas kejang. Pasien juga disurvei tiga kali sehari tentang tidur, kecemasan, suasana hati, kesejahteraan, dan gejala lainnya.
The feedback loop worked in both directions. Peserta dapat memberi tahu sistem mana deteksi kejang yang benar dan mana yang merupakan alarm palsu, dan sebagai hasilnya, platform tersebut secara signifikan meningkatkan kemampuannya untuk mengidentifikasi kejang secara akurat. Dokter dapat meninjau penilaian sistem dan menambahkan anotasi mereka sendiri melalui apa yang disebut tim sebagai algoritma cerdas “expert in the loop”, yang memusatkan masukan ahli hanya pada kasus dengan nilai tertinggi.
Beberapa peserta mengatakan bahwa platform ini membantu mereka memahami pola-pola yang mereka perhatikan namun tidak pernah mereka pahami. Salah satunya melaporkan bahwa hal itu membantu "memperkuat apa yang saya rasa benar antara beberapa episode dan emosi saya." Yang lain menghargai akses terhadap data tidur mereka dan kemungkinan peringatan sebelum kejang besar.
Dari Epilepsi hingga Pompa Insulin dan Stimulasi Otak Dalam
Tim melihat platform ini sebagai contoh untuk perangkat medis generasi berikutnya yang jauh melampaui epilepsi. Aplikasi potensial termasuk perangkat jantung, pompa insulin, dan perawatan neuropsikiatri yang muncul untuk penyakit Parkinson, depresi, gangguan obsesif-kompulsif, kecanduan, dan gangguan kognitif.
Pekerjaan sedang berlangsung: para peneliti sedang mempersiapkan penelitian dengan Lauren Hammer, MD, PhD, asisten profesor Neurologi dan Bioteknologi, untuk menerapkan platform yang secara otomatis menyetel perangkat stimulasi otak dalam yang digunakan untuk mengobati penyakit Parkinson. Proyek selanjutnya bertujuan untuk menggabungkan perangkat yang dapat dikenakan untuk insomnia, epilepsi, dan pemantauan otak dan tanda-tanda vital.
“Pasien seringkali memahami aspek penyakit mereka yang tidak dapat diukur secara langsung oleh sensor,” kata Litt – membayangkan, seperti yang diungkapkan dalam rilis tersebut, sebuah pompa insulin yang dapat menjawab pertanyaan tentang bagaimana makanan akan mempengaruhi gula darah. Ketika sistem tersebut menjadi lebih personal, para peneliti memperkirakan sistem tersebut memerlukan lebih sedikit pengawasan klinis, sehingga penggunaan rawat jalan jangka panjang menjadi lebih praktis.
Pergeseran Fungsi Alat Kesehatan
Makna yang lebih luas dari penelitian ini adalah bersifat konseptual dan teknis. Saat sebagian besar perangkat saat ini mengumpulkan data untuk tinjauan dokter secara berkala, platform Penn memperlakukan perangkat, pasien, dan tim perawatan sebagai kolaborator dalam percakapan yang berkelanjutan. Temuan ini dipublikasikan di Nature Medicine oleh Perelman School of Medicine dan tim CNT, dengan platform itu sendiri dibangun oleh mahasiswa PhD Penn Bioengineering yang dipimpin oleh Zack Goldblum, Haoer Shi, dan Zhongchuan Xu.
Eksperimennya kecil – 13 pasien di unit pemantauan terkontrol – dan teknologinya masih awal. Namun hal ini memberikan gambaran nyata tentang apa yang terjadi ketika data yang dikumpulkan oleh perangkat medis berhenti mengalir ke satu arah, dan menjadi sesuatu yang dapat ditanyakan, dikoreksi, dan dipelajari oleh pasien secara real-time.
---
Stay Ahead of AIGet the latest AI news, analysis, and breakthroughs — all in one place.
Read more AI news →
