El sistema de inteligencia artificial detecta errores cuando los medicamentos se autoadministran

Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público

Desde tragar pastillas hasta inyectarse insulina, los pacientes con frecuencia se administran sus propios medicamentos. Pero no siempre lo hacen bien. El cumplimiento inadecuado de las órdenes de los médicos es común y representa miles de muertes y miles de millones de dólares en costos médicos al año. Los investigadores del MIT han desarrollado un sistema para reducir esos 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 señala posibles errores en el método de administración del paciente. «Algunos trabajos anteriores informan que hasta el 70 % de los pacientes no toman la insulina según lo prescrito, y muchos pacientes no usan los inhaladores correctamente», dice Dina Katabi, profesora Andrew y Erna Viteri en el MIT, cuyo grupo de investigación ha desarrollado el nuevo 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 Nature Medicine. Los autores principales del estudio son Mingmin Zhao, Ph.D. estudiante del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT, y Kreshnik Hoti, ex científico visitante del MIT y miembro actual de la facultad de la Universidad de Prishtina en Kosovo. Otros coautores incluyen a Hao Wang, ex postdoctorado de CSAIL y miembro actual de la facultad en la Universidad de Rutgers, Aniruddh Raghu, un Ph.D. de CSAIL. estudiante.

Algunos medicamentos comunes implican mecanismos de administración intrincados. «Por ejemplo, las plumas de insulina requieren preparación para asegurarse de que no haya burbujas de aire en el interior. Y después de la inyección, debe mantenerse durante 10 segundos», dice Zhao. «Todos esos pequeños pasos son necesarios para llevar correctamente el fármaco a su sitio activo». Cada paso también presenta oportunidades para errores, especialmente cuando no hay un farmacéutico presente para ofrecer consejos correctivos. Es posible que los pacientes ni siquiera se den cuenta cuando cometen un error, por lo que el equipo de Zhao diseñó un sistema automatizado que puede hacerlo.

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

Los investigadores adaptaron su método de detección de una tecnología inalámbrica que habían usado previamente para monitorear el sueño de las personas. posiciones. Comienza con un dispositivo montado en la pared que emite ondas de radio de muy baja potencia. Cuando alguien se mueve, modula la señal y la refleja de vuelta al sensor del dispositivo. Cada movimiento único produce un patrón correspondiente de ondas de radio moduladas que el dispositivo puede decodificar. «Algo bueno de este sistema es que no requiere que el paciente use ningún sensor», dice Zhao. «Incluso puede funcionar a través de oclusiones, de forma similar a cómo puede acceder a su Wi-Fi cuando está en una habitación diferente a su enrutador».

El nuevo sensor se encuentra en el fondo de la casa, como un enrutador Wi-Fi y utiliza inteligencia artificial para interpretar las ondas de radio moduladas. El equipo desarrolló una red neuronal para introducir patrones que indican el uso de un inhalador o una pluma de insulina. Entrenaron a la red para aprender esos patrones realizando movimientos de ejemplo, algunos relevantes (p. ej., usar un inhalador) y otros no (p. ej., comer). A través de la repetición y el refuerzo, la red detectó con éxito el 96 % de las administraciones de plumas de insulina y el 99 % de los usos de inhaladores.

Una vez que dominó el arte de la detección, la red también resultó útil para la corrección. Toda administración adecuada de un medicamento sigue una secuencia similar: recoger la pluma de insulina, prepararla, inyectarla, etc. Por lo tanto, el sistema puede señalar anomalías en cualquier paso en particular. Por ejemplo, la red puede reconocer si un paciente mantiene pulsada la pluma de insulina durante cinco segundos en lugar de los 10 segundos prescritos. Luego, el sistema puede transmitir esa información al paciente o directamente a su médico, para que puedan corregir su técnica.

«Al dividirla en estos pasos, no solo podemos ver con qué frecuencia el paciente usa su dispositivo, sino también evaluar su técnica de administración para ver qué tan bien lo están haciendo», dice Zhao.

Los investigadores dicen que una característica clave de su sistema basado en ondas de radio es que no es invasivo. «Una forma alternativa de resolver este problema es instalar cámaras», dice Zhao. «Pero usar una señal inalámbrica es mucho menos intrusivo. No muestra la apariencia de las personas».

Agrega que su marco podría adaptarse a medicamentos más allá de los inhaladores y el pensamiento de insulina; todo lo que se necesitaría es volver a entrenar los nervios. red para reconocer la secuencia apropiada de movimientos. Zhao dice que «con este tipo de tecnología de detección en el hogar, podemos detectar problemas desde el principio, para que la persona pueda ver a un médico antes de que el problema se agrave».

Explorar más

Dispositivo inalámbrico captura datos de sueño sin utilizar cámaras ni sensores corporales Más información: Evaluación de la autoadministración de medicamentos mediante inteligencia artificial, Nature Medicine (2021). DOI: 10.1038/s41591-021-01273-1 Información de la revista: Nature Medicine

Proporcionado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts Cita: El sistema de inteligencia artificial detecta errores cuando se administra la medicación. autoadministrado (2021, 18 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-artificial-intelligence-errors-medication-self-administered.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.