Система, которая обнаруживает ошибки при самостоятельном приеме лекарств

От приема таблеток до инъекции инсулина - пациенты часто сами назначают себе лекарства. Но они не всегда делают это правильно. Неправильное следование предписаниям врача - обычное явление, которое ежегодно приводит к тысячам смертей и увеличению медицинских расходов. Американские ученые из Массачусетского технологического института разработали систему, позволяющую снизить эти показатели для некоторых видов лекарств.

Новая технология объединяет беспроводное сенсорное устройство с искусственным интеллектом для определения того, когда пациент использует инсулиновую ручку или ингалятор, и отмечает потенциальные ошибки в методе введения препарата. Эта система, которую можно установить дома, предупреждает пациентов и ухаживающих за ними лиц об ошибках в приеме лекарств и потенциально позволяет сократить количество ненужных посещений больниц.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Medicine.

Некоторые распространенные лекарства имеют сложные механизмы ввода в организм. "Например, инсулиновые шприцы требуют заправки, чтобы убедиться, что внутри нет пузырьков воздуха. А после инъекции нужно подождать 10 секунд, - говорит один из исследователей Мингмин Чжао. - Все эти маленькие шаги необходимы для правильной доставки лекарства к нужному месту". Каждый шаг также создает возможность для ошибок, пациенты могут даже не понять, когда они что-то делают неправильно, поэтому ученые разработали автоматизированную систему, которая может это сделать.

Система работает следующим образом. Во-первых, датчик отслеживает движения пациента в радиусе 10 метров, используя радиоволны, отражающиеся от его тела. Затем искусственный интеллект изучает отраженные сигналы в поисках признаков того, что пациент самостоятельно использует ингалятор или инсулиновую ручку. Наконец, система предупреждает пациента или его медицинского работника, когда обнаруживает ошибку в самостоятельном введении препарата.

Исследователи адаптировали свой метод зондирования на основе беспроводной технологии, которую они ранее использовали для мониторинга положения людей во время сна. Она использует настенное устройство, которое излучает радиоволны очень низкой мощности. Когда человек двигается, он модулирует сигнал и отражает его обратно на датчик устройства. Каждое уникальное движение создает соответствующую картину модулированных радиоволн, которую устройство может декодировать.

Ученые разработали нейронную сеть для выявления паттернов, указывающих на использование ингалятора или инсулиновой ручки. Они обучили сеть изучать эти паттерны, выполняя примерные движения, некоторые из которых используются системой (например, использование ингалятора), а некоторые - нет (например, прием пищи). Благодаря "обучению" сеть успешно обнаружила 96% случаев применения инсулиновой ручки и 99% случаев использования ингалятора.

Каждый правильный прием лекарства происходит в схожей последовательности: берется инсулиновая ручка, заправляется, вводится и т.д. Таким образом, система может отмечать аномалии на любом конкретном этапе. Например, сеть может распознать, если пациент держит инсулиновую ручку в течение пяти секунд вместо положенных 10 секунд. Затем система может передать эту информацию пациенту или непосредственно его врачу, чтобы они могли исправить свою методику.

Исследователи говорят, что ключевой особенностью их системы на основе радиоволн является ее неинвазивность. Кроме того, по словам ученых, система может быть адаптирована к другим лекарствам, помимо ингаляторов и инсулиновых шприцов - все, что потребуется, это переобучить нейронную сеть распознавать соответствующую последовательность движений.