Nowy system, który łączy szybkie wideo i algorytm zasilany sztuczną inteligencją (AI), może w przyszłości umożliwić szybkie, bezkontaktowe badania przesiewowe w kierunku nadciśnienia oraz cukrzycy typu 1 i 2, bez konieczności wykonywania tradycyjnych badań krwi, pomiarów ciśnienia tętniczego czy korzystania z drogich urządzeń noszonych na ciele. Takie są wnioski z wstępnych badań, które zostaną zaprezentowane na sesjach naukowych Amerykańskiego Stowarzyszenia Kardiologicznego w 2024 roku. To wydarzenie, które odbędzie się w dniach 16-18 listopada 2024 r. w Chicago, służy prezentacji najnowszych osiągnięć naukowych, badań i praktycznych aktualizacji w dziedzinie kardiologii.
Potencjał nowego narzędzia diagnostycznego
System oparty na sztucznej inteligencji może w przyszłości znacząco ułatwić monitorowanie zdrowia w domowych warunkach. Zdaniem autorów badania, taka technologia mogłaby także przyczynić się do wczesnego wykrywania i leczenia nadciśnienia oraz cukrzycy u osób, które unikają badań medycznych, w tym krwi.
Badania dowodzą, że nadciśnienie oraz cukrzyca wpływają na przepływ krwi w twarzy i dłoniach. Naukowcy testowali skuteczność kamery o dużej prędkości rejestrowania obrazu, wykonującej 150 zdjęć na sekundę. Wyodrębnione dane o długości fal świetlnych zarejestrowane przez kamerę umożliwiły algorytmowi AI analizę pulsu i wykrycie zmian w przepływie krwi, charakterystycznych dla nadciśnienia i cukrzycy.
Wyniki analizy
Badania wykazały imponującą skuteczność tego systemu w wykrywaniu nadciśnienia i cukrzycy. Oto kluczowe wyniki:
– Wykrywanie nadciśnienia: Technologia kamery i algorytmu AI okazała się być w 94% skuteczna w identyfikowaniu nadciśnienia pierwszego stopnia, zgodnego z wytycznymi Amerykańskiego Stowarzyszenia Kardiologicznego, dla wartości ciśnienia tętniczego powyżej 130/80 mm Hg.
– Szybka diagnoza: Krótki, 30-sekundowy zapis wideo połączony z analizą algorytmu był w 86% trafny w wykrywaniu podwyższonego ciśnienia, a zaledwie 5-sekundowy zapis wykazał 81% trafności.
– Wykrywanie cukrzycy: W porównaniu do wyników testu hemoglobiny A1c (który mierzy średni poziom cukru we krwi z ostatnich 1-2 miesięcy), technologia wideo/algorytm była w 75% skuteczna w identyfikowaniu cukrzycy.
Zaskakujące odkrycia
Ryoko Uchida, autor badania i badacz w dziale kardiologii Uniwersytetu Tokijskiego, podkreśla, że wyniki dotyczące wykrywania cukrzycy były zaskakujące. Uchida zauważa, że niektóre z poważnych powikłań cukrzycy, takie jak neuropatia obwodowa czy choroby związane z uszkodzeniem naczyń krwionośnych, są ściśle powiązane z zaburzeniami przepływu krwi. Dlatego zmiany w przepływie krwi mogą być charakterystycznym wskaźnikiem cukrzycy.
Przyszłe możliwości
Zanim system ten zostanie wdrożony na szeroką skalę, naukowcy muszą przeprowadzić jeszcze wiele badań i ulepszeń. Uchida wskazuje, że jednym z wyzwań jest uwzględnienie przy analizach arytmii lub nieregularnych rytmów serca. W przyszłości, technologia ta mogłaby być wbudowana w przystępne cenowo sensory, które wymagają jedynie kilku sekund gromadzenia danych. Wówczas urządzenia te można by dodać do smartfonów lub umieścić np. na lustrze w łazience.
Kiedy algorytm wykrywania cukrzycy zostanie jeszcze bardziej dopracowany, naukowcy planują złożyć wniosek o zatwierdzenie przez Amerykańską Agencję Żywności i Leków (FDA) urządzenia do użytku domowego w diagnostyce cukrzycy.
Eksperci ostrożni
Choć wyniki badań są obiecujące, eksperci podkreślają, że technologia wymaga dalszej walidacji. Eugene Yang, profesor medycyny na Uniwersytecie Waszyngtońskim, wyraził zadowolenie z postępów w badaniach nad bezinwazyjną diagnostyką nadciśnienia i cukrzycy. Jednocześnie zaznaczył, że urządzenia testowane w badaniach, mimo że zatwierdzone przez FDA, nie przeszły jeszcze odpowiednich protokołów walidacyjnych, które zapewniłyby ich dokładność.
Ograniczenia badania
To wstępne badanie ma pewne ograniczenia. Przeprowadzono je na stosunkowo niewielkiej grupie ludzi, głównie dorosłych Japończyków i innych mieszkańców Azji, co może ograniczać uogólnianie wyników na inne grupy etniczne. Dodatkowo, testy przeprowadzono w warunkach szpitalnych, co może wprowadzać różnice w porównaniu do rzeczywistych warunków domowych, np. w miejscach o innym oświetleniu. Kolejnym czynnikiem mogącym wpływać na wyniki była konieczność zachowania bezruchu przez uczestników badania.
Szczegóły badania
W badaniu wzięło udział 215 dorosłych osób, z których 36% stanowiły kobiety. Średni wiek uczestników wynosił 64 lata. Spośród uczestników, 62 osoby miały zdiagnozowane nadciśnienie, a 88 miało prawidłowe wyniki ciśnienia według japońskich standardów. Dodatkowo, 44 osoby miały zdiagnozowaną cukrzycę lub poziom HbA1c wynoszący 6,5% lub więcej.
Badanie przeprowadzono w szpitalu Uniwersytetu Tokijskiego w okresie od sierpnia 2022 do maja 2024 roku, a dane były zbierane poprzez nagrywanie 22 obszarów twarzy i 8 sekcji dłoni uczestników.
Podsumowanie
Rozwój technologii wykorzystującej sztuczną inteligencję do bezkontaktowej diagnostyki nadciśnienia i cukrzycy otwiera nowe możliwości w medycynie. Choć wyniki są obiecujące, konieczne są dalsze badania i walidacja tych rozwiązań przed wprowadzeniem ich do powszechnego użytku. Jeśli jednak tego typu narzędzia diagnostyczne zostaną dopracowane, mogą zrewolucjonizować sposób, w jaki monitorujemy nasze zdrowie, eliminując potrzebę inwazyjnych badań i zapewniając łatwiejszy dostęp do wczesnej diagnostyki.
