27 de January de 2022

El sistema detecta errores al autoadministrarse medicación

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La nueva tecnología combina la detección inalámbrica con inteligencia artificial para determinar cuándo un paciente está usando una pluma de insulina o un inhalador y para señalar posibles errores en el método de administración del paciente. | Imagen: Courtery the Researcher

Desde la ingestión de pastillas hasta la inyección de insulina, los pacientes suelen administrarse sus propios medicamentos. Pero no siempre lo hacen bien. La observancia inadecuada de las instrucciones médicas es rampante, causando miles de muertes y miles de millones de dólares en costos médicos anualmente. Los investigadores del MIT han desarrollado un sistema para reducir estos números para algunos tipos de medicamentos.

La nueva tecnología combina la detección inalámbrica con inteligencia artificial para determinar cuándo un paciente está usando una pluma de insulina o un inhalador y para señalar posibles errores en el método de administración del paciente. “Algunos trabajos anteriores informan que hasta el 70% de los pacientes no están tomando su insulina según lo prescrito y muchos pacientes no están usando los inhaladores correctamente”, dice Dina Katabi, profesora de Andrew y Erna Viteri en el MIT, cuyo grupo de investigación desarrolló la nueva solución. Los investigadores dicen que el sistema, que se puede instalar en un hogar, podría alertar a los pacientes y cuidadores sobre errores de medicación y reducir potencialmente las visitas innecesarias al hospital.

La investigación aparece en la revista hoy. Medicina natural. Los principales autores del estudio son Mingmin Zhao, estudiante de doctorado en el Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MIT (CSAIL), y Kreshnik Hoti, ex académico visitante en el MIT y actual miembro de la facultad de la Universidad de Prishtina en Kosovo. Otros coautores son Hao Wang, ex postdoctorado de CSAIL y actual miembro de la facultad de la Universidad de Rutgers, y Aniruddh Raghu, estudiante de doctorado de CSAIL.

Algunos medicamentos comunes tienen mecanismos de administración complicados. “Por ejemplo, las plumas de insulina deben cebarse para asegurarse de que no haya burbujas de aire en el interior. Y después de la inyección, debes aguantar durante 10 segundos ”, dice Zhao. “Todos estos pequeños pasos son necesarios para que el fármaco llegue correctamente a su centro activo”. Cada paso también ofrece la posibilidad de errores, especialmente cuando un farmacéutico no está presente para ofrecer consejos correctivos. Es posible que los pacientes ni siquiera se den cuenta cuando cometen un error. Es por eso que el equipo de Zhao desarrolló un sistema automatizado que puede hacer esto.

Su sistema se puede dividir en tres pasos principales. Primero, un sensor rastrea los movimientos de un paciente dentro de un radio de 10 metros usando ondas de radio que se reflejan en su cuerpo. A continuación, la inteligencia artificial escanea las señales reflejadas en busca de signos de que un paciente se esté autoadministrando un inhalador o una pluma de insulina. Finalmente, el sistema notifica al paciente o su proveedor de atención médica si detecta un error en la autoadministración del paciente.

La tecnología de sensores inalámbricos podría ayudar a mejorar la tecnología del paciente con inhaladores y bolígrafos de insulina. | Imagen: Christine Daniloff, MIT

Los investigadores adaptaron su método de detección a una tecnología inalámbrica que habían usado anteriormente para monitorear las posiciones para dormir de las personas. Comienza con un dispositivo montado en la pared que emite ondas de radio con muy poco consumo de energía. Cuando alguien se mueve, modula la señal y la refleja de regreso al sensor del dispositivo. Cada movimiento da como resultado un patrón correspondiente de ondas de radio moduladas que el dispositivo puede decodificar. “Lo bueno de este sistema es que el paciente no tiene que usar sensores”, dice Zhao. “Incluso puede funcionar a través de cerraduras, al igual que puede acceder a su red inalámbrica cuando se encuentra en una habitación diferente a la de su enrutador”.

El nuevo sensor se encuentra en segundo plano como un enrutador WLAN en casa y utiliza inteligencia artificial para interpretar las ondas de radio moduladas. El equipo desarrolló una red neuronal para introducir patrones que indiquen el uso de un inhalador o un bolígrafo de insulina. Entrenaron a la red para aprender estos patrones haciendo movimientos de muestra, algunos de los cuales eran relevantes (por ejemplo, con un inhalador) y otros no (por ejemplo, comer). Mediante la repetición y el refuerzo, la red pudo identificar con éxito el 96 por ciento de las administraciones de bolígrafos de insulina y el 99 por ciento de las aplicaciones de inhalación.

Una vez que la red dominó el arte de la detección, también resultó útil para la corrección. Cualquier administración adecuada de un medicamento sigue una secuencia similar: levantar la pluma de insulina, cebar, inyectar, etc. De modo que el sistema puede indicar anomalías en un paso en particular. Por ejemplo, la red puede detectar si un paciente mantiene presionada la pluma de insulina durante cinco segundos en lugar de los 10 segundos prescritos. A continuación, el sistema puede enviar esta información al paciente o directamente a su médico para que pueda corregir su técnica.

“Al dividirlo en estos pasos, no solo podemos ver la frecuencia con la que el paciente usa su dispositivo, sino también evaluar su técnica de administración para ver qué tan bien están”, dice Zhao.

Los investigadores dicen que una característica clave de su sistema basado en ondas de radio es su no invasividad. “Una forma alternativa de resolver este problema es instalar cámaras”, dice Zhao. “Sin embargo, usar una señal de radio es mucho menos intrusivo. No muestra cómo es la gente. “

Agrega que su marco podría adaptarse para medicamentos más allá de los inhaladores y las plumas de insulina; todo lo que se requeriría sería reentrenar la red neuronal para identificar el patrón de movimiento apropiado. Zhao dice que “con este tipo de tecnología de sensores en el hogar, los problemas se pueden detectar temprano para que la persona pueda ver a un médico antes de que el problema empeore”.

Noticias del MIT

Autor invitado

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