پژوهشگران دانشگاه تهران سیستمی شبیه ساعت مچی توسعه دادهاند که قند خون را پایش و دوز انسولین را بهصورت خودکار تنظیم میکند.
به گزارش سیناپرس، پژوهشگران دانشگاه تهران در حال توسعه سامانهای شبیه ساعت مچی هستند که با کمک هوش مصنوعی میتواند قند خون بیمار را پایش کرده و دوز مناسب انسولین را بهصورت خودکار تزریق کند.
در سالهای اخیر پیشرفتهای قابل توجهی در حوزه فناوریهای پزشکی برای مدیریت بیماری دیابت رخ داده است و یکی از مهمترین این پیشرفتها توسعه سامانههای هوشمند پایش و تزریق انسولین است که با ترکیب حسگرهای زیستی، تجهیزات پوشیدنی و الگوریتمهای هوش مصنوعی تلاش میکنند فرآیند کنترل قند خون را دقیقتر و آسانتر کنند.
در این سامانهها، حسگرهای پایش مداوم قند خون اطلاعات لحظهای از وضعیت گلوکز بدن را ثبت کرده و با استفاده از الگوریتمهای پیشبینیکننده و یادگیری ماشین، دوز مناسب انسولین برای هر بیمار بهصورت شخصیسازیشده تعیین میشود.
از این رو شرکتها و مراکز پژوهشی متعددی در جهان به سمت توسعه سامانههای موسوم به «پانکراس مصنوعی» یا سیستمهای حلقه بسته حرکت کردهاند؛ فناوریهایی که میتوانند بهصورت خودکار سطح قند خون را پایش کرده و بر اساس شرایط بدن، انسولین مورد نیاز را تزریق کنند.
دانشگاههایی مانند کمبریج، MIT و ویرجینیا در کنار شرکتهای فناوری پزشکی و استارتاپهای نوآور، از جمله بازیگران اصلی این حوزه هستند و برخی از این سامانهها نیز در سالهای اخیر وارد مرحله استفاده بالینی و بازار شدهاند.
با وجود این پیشرفتها، طراحی سامانههایی که بتوانند بهطور هوشمند، ایمن و شخصیسازیشده دوز انسولین را تنظیم کنند همچنان یکی از چالشهای مهم مهندسی پزشکی به شمار میرود. در همین راستا پژوهشگران ایرانی نیز در تلاشاند با بهرهگیری از فناوریهای پوشیدنی و الگوریتمهای هوش مصنوعی، سامانههایی برای پایش و تزریق هوشمند انسولین توسعه دهند.
دکتر علی پورخلیل از محققان دانشگاه تهرانبا اشاره به اجرای پروژهای با عنوان «طراحی، ساخت و ارزیابی سامانه تزریق و پایش انسولین با سامانه هوش مصنوعی»، گفت: چند سالی است که به صورت متمرکز روی حوزه دارورسانی، بهویژه داروهای حساس فعالیت میکنیم و در این میان توجه ویژهای به داروی انسولین داشتهایم.
وی انسولین را دارویی بسیار حساس دانست که هم شرایط نگهداری آن اهمیت زیادی دارد و هم دقت در میزان و زمان دریافت آن برای بیماران حیاتی است و ادامه داد: متأسفانه با تغییر سبک زندگی، آمار ابتلا به دیابت در حال افزایش است و همین موضوع موجب شده نیاز به مصرف انسولین نیز رشد قابل توجهی پیدا کند؛ موضوعی که البته از منظر سلامت جامعه خبر خوشایندی نیست.
پورخلیل بیان کرد: در حال حاضر دریافت انسولین معمولاً به عهده خود بیمار گذاشته میشود، چرا که این دارو باید بهصورت روزانه مصرف شود و در بسیاری از روشهای موجود، بیمار باید خودش تزریق را انجام دهد.
وی خاطرنشان کرد: طیف بیماران مصرفکننده انسولین بسیار گسترده است؛ از کودکان کمسن گرفته تا سالمندانی که گاهی با بیماریهای دیگری مانند آلزایمر نیز درگیر هستند.
این محقق دانشگاه تهران در این باره توضیح داد: وقتی سالمندی را تصور کنیم که علاوه بر دیابت، دچار آلزایمر یا بیماریهای دیگر است و حتی ممکن است در یادگیری روش صحیح تزریق هم با مشکل مواجه باشد، مشخص میشود که واگذاری کامل مسئولیت تزریق به بیمار چالشهای زیادی ایجاد میکند.
وی ادامه داد: در عمل نیز این چالشها وجود دارد و یکی از دغدغههای مهم پزشکان این است که بیماران بتوانند انسولین را در زمان مناسب و با دوز صحیح دریافت کنند. به همین دلیل ما در حال کار روی سامانههای پوشیدنی هستیم؛ سامانههایی که بیمار بتواند آنها را مانند یک وسیله پوشیدنی، برای مثال شبیه ساعت مچی استفاده کند.
پورخلیل خاطر نشان کرد: این سامانهها بهگونهای طراحی میشوند که بتوانند بهصورت خودکار و در زمان مناسب، دوز صحیح انسولین را به بدن بیمار تزریق کنند.
وی یکی از مهمترین چالشها در این زمینه را تعیین دوز صحیح انسولین عنوان کرد و یادآور شد: چرا که میزان مورد نیاز این دارو به عوامل مختلفی مانند سطح گلوکز خون، میزان فعالیت فرد و پارامترهای دیگر بستگی دارد. در چنین شرایطی استفاده از الگوریتمهای هوشمند اهمیت زیادی پیدا میکند، زیرا روشهای سنتی که بر پایه تزریق دوز ثابت هستند، کارایی لازم را ندارند.
پورخلیل اظهار کرد: بنابراین برای داروهایی مانند انسولین، لازم است که هم فرآیند تزریق بهصورت خودکار انجام شود و هم تنظیم دوز دارو با استفاده از الگوریتمهای هوشمند و متناسب با شرایط بیمار صورت گیرد.
پورخلیل با تاکید بر اینکه طراحی چنین سامانهای پیچیدگیهای خاص خود را دارد و در این حوزه عملاً استفاده از الگوریتمهای ساده کارایی لازم را ندارد، افزود: در پزشکی آینده یکی از مهمترین رویکردها، شخصی سازی و اختصاصیسازی درمان برای هر بیمار است و تحقق چنین هدفی عملاً بدون استفاده از هوش مصنوعی امکانپذیر نیست.
وی با اشاره به میزان پیشرفت این سامانه گفت: در این پروژه بخشهای سختافزاری سامانه تا حد زیادی آماده شده و زیرساختهای لازم برای تزریق خودکار نیز طراحی و اجرا شده است.
پورخلیل با اشاره به آخرین پیشرفتهای دنیا در این حوزه، اظهار کرد: در حال حاضر نمونههای پوشیدنی برای تزریق اتوماتیک بهصورت ساعت طراحی شدهاند و ما در مرحلهای قرار داریم که باید استفاده از الگوریتمهای ساده را به سمت الگوریتمهای هوشمند مبتنی بر هوش مصنوعی سوق دهیم.
وی افزود: نمونههایی از سامانههای پوشیدنی با دوز ثابت در حال حاضر در دنیا وجود دارد و حتی در بازار نیز عرضه شدهاند و با وجود قیمتهای بالا با استقبال خوبی مواجه شدهاند.
این محقق اضافه کرد: با این حال، سامانههایی که از الگوریتمهای مبتنی بر هوش مصنوعی برای تنظیم دوز استفاده میکنند، هنوز در سطح جهانی نیز در مراحل ابتدایی توسعه قرار دارند و بهتازگی در حال ورود به بازار هستند.
وی خاطرنشان کرد: در حوزه تجهیزات پزشکی، ورود یک فناوری به بازار و استفاده از آن برای بیماران فرآیند پیچیدهای دارد و نیازمند دریافت مجوزهای بسیار سختگیرانه و طی مراحل ارزیابی متعدد است، به همین دلیل این روند معمولاً زمانبر است.
پورخلیل گفت: با این حال ما تلاش میکنیم همگام با پیشرفتهای جهانی در این حوزه حرکت کنیم و پروژه نیز در حال حاضر در سطحی پیش میرود که میتوان گفت همراستا با جریانهای پیشرو در دنیا است.
به نقل از ایسنا، به گفته وی، در حال حاضر این کار در آزمایشگاه در حال انجام است و بهتدریج مراحل توسعه آن پیش میرود.
وی خاطر نشان کرد: فعالیتهای تحقیقاتی این پروژه در گروه آزمایشگاهی ما در دانشگاه تهران دنبال میشود و در کنار آن برنامهریزی برای راهاندازی یک شرکت دانشبنیان نیز در حال انجام است تا این فناوری بهصورت متمرکز در این حوزه توسعه یابد.