杜克大學的「智慧馬桶」利用人工智慧來監測腸道健康

作者：Rachyl Jones，NCBiotech 作家 — 2021 年 6 月 1 日。

對於人體來說，確定內部情況的最佳方法是監測身體的外部情況。這種敘述是每個胃腸病學實踐的中心。糞便可以為醫生提供診斷和治療各種健康狀況的重要訊息，包括腸躁症、結腸癌和克隆氏症等發炎性腸道疾病。然而，這取決於患者自我報告的數據，而這些數據通常是不可靠的。

杜克大學水、環境衛生、個人衛生和傳染病中心 (WaSH-AID) 提出了一個解決方案。 「智慧廁所」利用人工智慧來追蹤腸道健康並報告數據，幫助胃腸病學家製定和修改治療計劃。

此配件可安裝在任何現有的廁所中，在沖水時觸發，拍攝管道內部的影像。然後使用人工智慧分析這些影像，並將數據儲存在數位健康應用程式中。正在對「智慧廁所」進行更多研究，以提供糞便的化學分解，從而獲得定量結果。這種化學分析將使患者無需離開家就能及早發現疾病。

該技術是透過向學習演算法顯示 3,000 多張圖像並將其分類與胃腸病學家提出的分類進行比較而開發的。這些醫生根據布里斯託大便量表對影像進行分類，布里斯託大便量表是一種診斷工具，可將影像分為七類。該技術對當時糞便85%的圖像進行了準確分類。

「我們大力支持將廢物作為診斷工具，」智慧廁所」計畫負責人索尼婭·格雷戈博士說。 「這是一個被忽視的領域，因為人們普遍厭惡處理標本，甚至不願意談論它。我們希望開發能夠自動處理這一問題的技術。

透過廁所作為採集設備，患者不必改變任何日常習慣，也不必因提供樣本而感到不適。他們不必記錄詳細記錄他們的如廁習慣，也擺脫了記錄過程可能給他們的生活帶來的負擔。

對於胃腸病學家來說，這項技術可以提供準確、長期的信息，而不會出現人為錯誤。他們可以即時監控治療對患者的影響。它還使他們有信心收集居住在長期照護機構中的患者的數據，這些患者通常無法準確記錄自己的數據。

每年有近 7,000 萬人住院治療，費用高達 $1359 億美元，胃腸道疾病影響超過 2,000 萬美國人，而且這個數字還在不斷上升。這種人工智慧可以在不改變任何日常習慣的情況下管理症狀和收集健康數據。

如果這是撲克，「智慧廁所」將作為皇家同花順「登上王位」。

社區影響

「智慧廁所」技術也可用於檢測人群層面的傳染病。透過測試社區廢水，研究人員可以識別某些疾病的存在，包括 COVID-19，以及它們的流行程度。 COVID-19 感染涉及攜帶者糞便中的 SARS-CoV-2 RNA 脫落。考慮到這一點，廢水分析可以檢測社區中的病毒。

去年，在北卡羅來納州生物技術中心 $20,000 快速撥款的幫助下，杜克大學的 WaSH-AID 中心在三個宿舍大樓進行了 COVID-19 污水檢測。

「快速撥款使團隊能夠在開發智慧廁所所取得的成功基礎上再接再厲，以病原體檢測為目標，在本例中是 SARS-CoV-2，以及未來可能的其他病原體，」Tracey du Laney 博士說。 .，NCBiotech 科學技術開發團隊的高級總監，負責管理Flash Grant 計劃。

「這筆贈款擴大了智慧廁所污水分離技術的用途和定位，不僅可以從單一廁所收集樣本，還可以從整棟建築物的廢水蒸氣中收集樣本。對於這些研究人員和全球公共衛生應用來說，廢水病原體檢測是重要的公共衛生和流行病學工具。

格雷戈指出，這項技術還有可能徹底改變製藥業。在藥品臨床試驗中，70%的患者居住地距離用藥地點兩小時路程，導致患者因不便而退出。隨著臨床測試轉向更遠端監控以解決這個問題，「智慧廁所」技術可以透過患者的排泄物向研究人員提供患者的數據，而患者無需前往測試地點。

期待

Grego 和她的杜克大學同事 Brian Stoner 博士。和 Geoff Ginsburg 醫學博士、博士正在透過他們的種子期公司進一步研究這項技術， 乾燥椰子肉.

「智慧馬桶」尚未投入商業使用，但 Coprata 已準備好原型，將在 12 至 18 個月內進行人體測試。未來的進步包括開發電話應用程式、可以檢測偏差並向患者發出警報的人工智慧，以及區分家庭成員的指紋系統。

 格雷戈說：“力量不僅在於數據，還在於將這些數據壓縮為可操作的健康資訊的分析。”

原始來源： WRAL 技術線