Nie potrzebujemy już kamer, aparatów, odtwarzaczy muzyki, dyktafonów, tabletów czy nawet komputerów, bo wszystkie te funkcjonalności mamy w jednym małym urządzeniu, bez którego trudno wyobrazić sobie dziś życie. Tak, smartfony całkowicie zdominowały naszą codzienność i przekonał się o tym każdy, kto choć raz zapomniał tego “przedłużenia ręki” z domu. Oczywiście dobrze zdajemy sobie sprawę z faktu, że odczuwany wtedy brak jest chorobliwy, ale nie wydaje się, by w przyszłości coś miało się w tym temacie zmienić. Ba, smartfony już niebawem wyjdą poza obszar trzymania w ryzach naszych codziennych aktywności i rozrywki, bo jak się okazuje mają w sobie również duży potencjał… medyczny! 

Wszystko za sprawą imponującej mocy obliczeniowej współczesnych smartfonów, na dodatek wyposażonych w świetnej jakości aparaty i szereg zaawansowanych sensorów, które można wykorzystać do wykrywania czy kontrolowania wielu przypadłości - prace nad stosownymi mechanizmami trwają aktualnie w wielu ośrodkach naukowych na całym świecie, a najciekawsze z nich wyglądają następująco: 

Cukrzyca typu 2

CukrzycaCukrzyca Pixabay

Biorąc pod uwagę tempo, w jakim rośnie zachorowalność na cukrzycę w ciągu ostatnich 50 lat, choroba ta musi stać się jednym z naszych priorytetów. Jak bowiem szacują największe światowe organizacje zajmujące się zdrowiem, w 2015 roku na całym świecie było 400 mln osób cierpiących na cukrzycę, podczas gdy w 1985 roku było to “zaledwie” 30 mln. Oczywiście należy wziąć tu poprawkę na mniejszą wykrywalność, ale skala zjawiska i tak przeraża, szczególnie że duża część przypadków wiąże się z otyłością, która to prowadzi do kolejnych problemów zdrowotnych. Dlatego też z nadzieją patrzymy na takie badania jak to, w którym do wykrywania cukrzycy typu 2 wykorzystuje się smartfon - co najciekawsze, nie potrzeba do niego żadnych dodatków, bo system ten korzysta jedynie z aparatu! Całość opiera się zaś na technice zwanej fotopletyzmogramem (PPG), którą można wykorzystać do wykrywania zmian objętości krwi za pomocą rozświetlania skóry i mierzenia zmian absorpcji światła. Zespół z University of California wykorzystał właśnie tę metodę, stawiając na aparat i lampę w smartfonie, a także algorytm głębokiego uczenia szkolony na 2,6 mlm wyników PPG. Podczas testów oprogramowanie to było w stanie wykryć cukrzycę typu 2 w 80% przypadków, a skuteczność rozwiązania rosła, kiedy sztuczna inteligencja zyskiwała dostęp do danych pacjentów, tj. wieku i BMI.

Wstrząśnienie mózgu

MózgMózg Pixabay

Wstrząśnienie mózgu może się przydarzyć każdemu z nas, bo jak to mówią wypadki chodzą po ludziach, a objawia się często krótkotrwałą utratą przytomności, niepamięcią wsteczną czy nudnościami i wymiotami. Często jest tu jednak słowem-kluczem, bo choć symptomy te mogą wystąpić, to wcale nie muszą, co jest niezwykle niebezpieczne. Dlaczego? Ano dlatego, że przy wstrząśnieniu mózgu niezbędna jest dalsza diagnostyka, która pozwala wykluczyć poważniejsze obrażenia. Dlatego też naukowcy postanowili popracować nad metodami wspomagającymi wykrywalność, a jedna z nich to specjalne oprogramowanie, które pozwala na diagnozę po spojrzeniu w oczy i to dosłownie - zaburzenia ruchu gałek ocznych czy niezdolność do śledzenia przedmiotów może wskazywać bowiem na uraz mózgu. W 2017 roku dowiedzieliśmy się, że kluczową rolę mogą odgrywać tu smartfony, bo to właśnie z myślą o nich naukowcy z University of Washington pracują nad aplikacją o nazwie PupilScreen. Oprogramowanie wykorzystuje lampę do stymulowania wzroku, kamerę do nagrywania 3-sekundowych wideo i algorytm głębokiego uczenia do wykrywania nieprawidłowości w reakcji źrenic na światło. Podczas testów na 48 ochotnikach aplikacja była niemal bezbłędna!

Rak trzustki

Rak trzustkiRak trzustki Pixabay

To jeden z tych nowotworów, których obawiamy się najbardziej, bo diagnoza przychodzi najczęściej zbyt późno, by możliwe było skuteczne leczenie. W przyszłości jest jednak szansa, że znacznie przyspieszą ją smartfony i to ponownie za pomocą głębokiego spojrzenia w oczy, a konkretniej aplikacji opracowywanej przez naukowców z University of Washington w celu wykrywania oznak żółtaczki, która często jest jednym z objawów raka trzustki. Bardziej konkretnie, aplikacja wykorzystuje aparat smartfona i algorytmy przetwarzania obrazu, aby szukać podniesionych poziomów substancji zwanej blilirubiną, która prowadzi do zażółceń skóry i gałek ocznych w przebiegu żółtaczki. W jaki sposób to robi? Oceniając długość fali światła, jaka jest absorbowana przez gałkę oczną i może się pochwalić wysoką skutecznością na poziomie 89,7% w wykrywaniu tego wczesnego objawu raka trzustki.

Rak skóry

Rak skóryRak skóry Pixabay

Inny rodzaj nowotworu, w którego wczesnym wykrywaniu może pomóc smartfon, to rak skóry. O tym słuchamy najczęściej latem, bo niestety związany jest z naszym zamiłowaniem do opalania (polecamy dobrze obejrzeć swoje ciało po wakacjach!) - chociaż należy tu odnotować, że ogromne znaczenie mają tu genetyka, a zdecydowanie gorsze jest też kilkukrotne poparzenie słoneczne w dzieciństwie niż regularna coroczna ekspozycja na słońce. Niemniej, naukowcy rozpoczęli próby udowodnienia przydatności smartfonów w zakresie wykrywania czerniaka zaraz po premierze pierwszego iPhone’a w 2007 roku, a w 2017 roku badacze z Uniwersytetu Stanforda byli gotowi do przedstawiania skutecznego rozwiązania. To jest zasilane przez algorytm sztucznej inteligencji, który wykorzystuje głębokie uczenie do wykrywania wczesnego stadium czerniaka, po treningu na 100 tysiącach zdjęć skóry. Jak się szybko okazało, metoda ta wykazuje się podobną skutecznością co… diagnoza doświadczonego dermatologa, więc warto było nad nią pracować.

HIV 

HIVHIV Pixabay

W 2015 roku mogliśmy zaś zapoznać się z wysoce obiecującą, wielofunkcyjną przystawką, którą można podłączyć do smartfona, by wykryć m.in. HIV. Bo choć wiemy już o nim zdecydowanie więcej niż kiedyś, jak również skutecznych metodach jego zapobiegania, to na całym świecie żyje blisko 40 mln osób zarażonych. Sytuacja wciąż jest bardzo trudna w niektórych regionach świata, choćby Afryce, więc narzędzia wczesnego wykrywania byłyby bardzo pomocne. Rozwiązanie zaproponowane przez naukowców Columbia University idealnie wpisuje się w te potrzeby, szczególnie że jest proste w obsłudze, tanie (ok. 35 USD) i daje rezultat błyskawicznie w porównaniu z wysyłką do laboratorium. Wystarczy nakłuć lekko palec i umieścić próbkę krwi w jednorazowym plastikowym pojemniku, który umieszczamy wewnątrz przystawki - następnie poczekać 15 minut i gotowe, co potwierdziły testy przeprowadzone w Rwandzie. Jest więc szansa, że już niebawem rozwiązanie to będzie powszechnie dostępne, a nie da się ukryć, że z pewnością znalazłoby zainteresowanie również w innych częściach świata, bo korzystanie z niego nie wiąże się z poczuciem wstydu, które powstrzymuje wiele osób przed wykonaniem testów w laboratorium, nawet jeśli mają podejrzenie. Co więcej, metodę tę bardzo łatwo można wykorzystać również do wykrywania innych chorób, np. kiły czy też zanieczyszczenia żywności.

Koronawirus

KoronawirusKoronawirus Pixabay

Na końcu, ale nie mniej ważny… koronawirus, którego pandemię właśnie przechodzimy i choć pewnie metody, nad którymi obecnie pracują naukowcy i inżynierowie, będą do użycia dopiero za kilka lat, to wciąż warto o nich napisać. Jedna z nich zakłada wykorzystanie takich samych przystawek jak w przypadku HIV, które zostałyby zmodyfikowane w taki sposób, by reagować na SARS-Cov-2. Do badania miałyby posłużyć albo próbki krwi, albo wymazy z nosogardzieli, które nakłada się na specjalną płytkę - później do akcji wkraczają już specjalne algorytmy, które informują o obecności wirusa lub jego braku. To kiedy należy się spodziewać wykorzystania takiego testu? Za odpowiedź niech posłuży informacja, że wspomniany wyżej test na HIV był gotowy w 2015 roku, ale dopiero w kwietniu tego roku ukończył drugą fazę testów potwierdzających gotowość do używania w warunkach domowych, a to jeszcze nie koniec.