Bugün öğrendim ki: Stanford Üniversitesi'ndeki bilim insanlarının anüsünüzü parmak izi gibi okuyan ve kaka ve çişinizin sağlığını izleyen akıllı bir tuvalet geliştirdiği. Baş araştırmacı, "Garip göründüğünü biliyoruz, ancak görünen o ki, anal iziniz benzersiz." dedi.
Sanjiv "Sam" Gambhir, MD PhD'ın laboratuvarında yeni bir hastalık tespit teknolojisi var ve verinin en önemli kaynakları sırasıyla birinci ve ikinci.
Akıllı bir tuvalet. Ancak, kullanmaya hazırlanırken kendi kapağını kaldıran türden değil; bu tuvalet, bazı kanserler (örneğin kolon veya ürolojik kanserler) de dahil olmak üzere dışkı ve idrarda çeşitli hastalık belirteçlerini tespit edebilen teknolojiyle donatılmış. Bu cihaz, irritabl bağırsak sendromu, prostat kanseri veya böbrek yetmezliği gibi belirli hastalıklara genetik yatkınlığı olan ve sağlığını yakından takip etmek isteyen bireyler için özellikle çekici olabilir.
Radyoloji profesörü ve başkanı Gambhir, "Konsept, 15 yılı aşkın bir süre önce başladı," dedi. "Konuyu gündeme getirdiğimde insanlar, ilginç bir fikir olduğu kadar biraz da tuhaf geldiği için sanki gülüyor gibiydi." Şimdi 21 katılımcıyla tamamlanmış bir pilot çalışma ile Gambhir ve ekibi, hassas sağlık odaklı akıllı tuvalet vizyonunu gerçeğe dönüştürdü.
Gambhir'in tualeti, kase içindeki cihazlardan oluşan sıradan bir tuvalettir. Çeşitli teknolojilerden oluşan bu araçlar, herhangi bir birikimin sağlığını değerlendiren testlerin bir karışımını uygulamak için hareket algılamasını kullanır. İdrar örnekleri, fiziksel ve moleküler analizden geçer; dışkı değerlendirmesi fiziksel özelliklere dayanır.
Tuvalet, herhangi bir örnekten çıkarılan verileri güvenli, bulut tabanlı bir sistemde saklamak üzere otomatik olarak gönderir. Gambhir, gelecekte bu sistemin, hızlı ve kolay erişim için herhangi bir sağlık hizmeti sağlayıcısının kayıt sistemine entegre edilebileceğini söyledi.
Araştırmayı anlatan makale, 6 Nisan'da Nature Biomedical Engineering dergisinde yayımlandı. Gambhir, kıdemli yazar. Seung-min Park, PhD, kıdemli araştırma bilimcisi; David Won, MD, PhD, Stanford'daki Moleküler Görüntüleme Programında eski misafir araştırmacı; ve doktora sonrası araştırmacı Brian Lee, PhD, kıdemli yazarlık paylaşıyorlar.
Çift görev üstleniyor
Tuvalet, akıllı saatler gibi giyilebilir cihazları içeren sürekli sağlık izleme teknolojisi kategorisine girer. Gambhir, "Ancak akıllı tuvaletlerde giyilebilir cihazların aksine, çıkarılamaz," dedi. "Herkes tuvaleti kullanır - gerçekten kaçınılamaz - ve bu da hastalık tespit cihazı olarak değerini artırır."
Düşünce alışılması zor olsa da, Kanser Araştırmalarında Klinik Araştırma için Virginia ve D.K. Ludwig Profesörlüğüne sahip olan Gambhir, akıllı tuvaleti ortalama bir ev banyosunun parçası olarak görüyor. Bu geniş kabulü sağlamak için Gambhir, "akıllı" özelliği mevcut bir porselen kaseye kolayca entegre edilebilen bir ek parça olarak tasarladı. "Mevcut tuvaletine monte edilebilen bir biden eklentisini satın almanıza benziyor," dedi. "Ve bir biden gibi, farklı amaçlar için küçük uzantıları var."
Bu uzantılar, hastalık belirtilerini arayan bir dizi sağlık izleme teknolojisine sahip. Hem idrar hem de dışkı örnekleri video ile yakalanır ve ardından normal "ürodinamikleri" (akış hızı, akış süresi ve toplam hacim dahil diğer parametreler) ve dışkı tutarlılıklarını, sağlıksız olanlardan ayırt edebilen bir dizi algoritma tarafından işlenir.
Fiziksel akış analizine ek olarak, tuvalet ayrıca belirli moleküler özellikleri ölçmek için idrar analizi şeritleri veya "dipstick testleri" de kullanıyor. Beyaz kan hücresi sayısı, sürekli kan bulaşıklığı, belirli protein seviyeleri ve daha fazlası, enfeksiyondan mesane kanserine ve böbrek yetmezliğine kadar geniş bir hastalık yelpazesini gösterebilir. Geliştirme aşamasında Gambhir, tuvaletin 10 farklı biyobelirteç ölçebileceğini söyledi.
Ancak, toplamda 21 katılımcının birkaç ay boyunca tuvaleti test etmesiyle henüz erken bir aşamada. Daha geniş bir "kullanıcı kabulü" hakkında daha iyi bir fikir edinmek için ekip, 300 potansiyel akıllı tuvalet kullanıcısıyla anket yaptı. Katılımcıların yaklaşık %37'si fikre "biraz rahat" hissettiğini, %15'i ise hassas sağlık adına her şeyi açığa vurma fikrine "çok rahat" hissettiğini belirtti.
Kimlik lütfen
Akıllı tuvaletin en önemli yönlerinden biri, belki de en şaşırtıcı ve belki de ürkütücü olanı: Dahili bir kimliklendirme sistemi var. Gambhir, "Hedef, hassas, bireyselleştirilmiş sağlık geri bildirimi sağlamaktı; bu nedenle, tuvaletin kullanıcılar arasında ayrım yapabilmesini sağlamamız gerekiyordu," dedi. "Bunun için parmak izi okuyabilen bir yıkama kolunu tasarladık." Ancak ekip, parmak izlerinin tam anlamıyla hatasız olmadığını fark etti. Bir kişi tuvaleti kullanırsa, ancak başka biri yıkarsa ne olur? Ya da tuvalet otomatik yıkama özelliğine sahipse?
Vücudun kamera önünde daha az görünen bir bölümünü görüntüleyen küçük bir tarayıcı eklediler. Ona yüz tanımanın tam tersini diyebilirsiniz. Başka bir deyişle, akıllı tuvaletin avantajlarından tam olarak yararlanmak için kullanıcıların anüslerini tarayan bir kamerayla barışık olmaları gerekir.
"Biliyoruz, garip görünüyor ama sonuçta anal baskınız benzersiz," dedi Gambhir. Hem parmak izi hem de parmak izi olmayan taramalar, kullanıcıları kendi özel verilerine karşılık getirmek için yalnızca bir tanıma sistemi olarak kullanılıyor. Hiç kimse, ne siz ne de doktorunuz, bu taramaları göremeyecek.
Gambhir, bu tuvaletin bir doktorun veya hatta bir teşhisin yerine geçmediğini söyledi. Aslında birçok durumda, tuvalet asla kullanıcıya veri raporlamayacak. İdeal bir senaryoda, idrarda kan gibi şüpheli bir durum ortaya çıkarsa, gizlilik koruması ile donatılmış bir uygulama, kullanıcının sağlık ekibine bir uyarı göndererek, profesyonellerin uygun teşhis için sonraki adımları belirlemesini sağlayacaktır. Veriler güvenli, bulut tabanlı bir sistemde saklanacaktır. Hem kimliklendirme hem de örnek analizleri açısından veri koruması, bu araştırmanın önemli bir parçasıdır, dedi Gambhir. "Tüm bilgilerin buluta gönderildiğinde tanımlandırılabilir hale getirildiğinden ve bilgilerin sağlık sağlayıcısına gönderildiğinde HIPAA kapsamında korunduğundan emin olmak için titiz adımlar attık," dedi ve sağlık sigortası taşıma ve sorumluluk yasası (HIPAA) hakkında konuşarak, sağlık kayıtlarının ifşasını kısıtlayan yasa hakkında konuştu.
Akıllı tuvalet 2.0
Gambhir ve ekibi akıllı tuvaleti geliştirmeye devam ederken, birkaç şeye odaklanıyor: Katılımcı sayısını artırmak, dışkı analizine moleküler özellikleri entegre etmek ve zaten çalışan teknolojileri iyileştirmek. Hatta tuvalet tarafından kullanılan testleri kişiselleştirmeye çalışıyorlar. Örneğin, diyabet hastası birinin idrarında glikoz ölçümü yapılması gerekebilir, ancak mesane veya böbrek kanseri açısından yatkınlığı olan başka birinin tuvaletin kanı izlemesini isteyebileceği görülüyor.
Gambhir'in diğer amacı da dışkı örneklerindeki moleküler analizi daha da geliştirmek. "Bu biraz daha zor ama bunun için çalışıyoruz," dedi Gambhir. "Akıllı tuvalet, genellikle göz ardı edilen bir veri kaynağını kullanmanın mükemmel bir yoludur ve kullanıcıdan farklı bir şey yapmasını gerektirmez."
Makalenin diğer Stanford ortak yazarları, Stanford'daki Moleküler Görüntüleme Programında stajyer olan Diego Escobedo; eski doktora sonrası araştırmacı Andre Esteva, PhD; yüksek lisans öğrencileri Alexander Lozano ve Amin Aalipour, PhD; üroloji uzmanlık görevlisi T. Jessie Ge, MD; yüksek lisans öğrencisi Chengyang Yao; eski Stanford yüksek lisans öğrencisi Sunil Bodapati; Friso Achterberg, MD ve Stanford'daki Moleküler Görüntüleme Programı'nın misafir araştırmacıları Jeesu Kim, PhD; araştırma bilimcisi Jung Ho Yu, PhD; lisans öğrencisi Alexander Bhatt; Hassas Sağlık ve Entegre Tanı Merkezi müdürü Ryan Spitler, PhD; ve malzeme bilimi mühendisliği ve elektrik mühendisliği profesörü Shan Wang, PhD.
Gambhir, Stanford Bio-X, Stanford Kardiyoloji Enstitüsü, Stanford Kanser Enstitüsü ve Stanford'daki Wu Tsai Sinirbilim Enstitüsü üyesidir.
Araştırmaya, Güney Kore'deki Seul Song Do Hastanesi, Case Western Reserve Üniversitesi Tıp Fakültesi, Toronto Üniversitesi, Hollanda'daki Leiden Üniversitesi, Güney Kore'deki Pohang Bilim ve Teknoloji Üniversitesi ve Kore Katolik Üniversitesi'nden araştırmacılar da katkıda bulundu.
Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri (UL1 TR001085 ve T32 CA118681 hibe destekleri) tarafından finanse edildi.