Terveysdatansta tunnistetaan uusia asioita
Google Research on kehittänyt tekoälymallin, joka oppii jatkuvan glukoosisensorin mittausdatasta ja pystyy hyödyntämään samaa dataa useiden erilaisten aineenvaihduntaan liittyvien tilojen arvioinnissa. Jos sama kehitys ulottuu muihin terveysteknologioihin, nykyiset sensorit voivat saada kokonaan uusia käyttötarkoituksia pelkän ohjelmiston avulla.
Kuvaus ja merkitys sotelle
Jatkuva glukoosisensori on suunniteltu ennen kaikkea verensokerin seuraamiseen. Google Researchin GlucoFM-tutkimuksessa ajatusta vietiin kuitenkin pidemmälle. Tekoäly opetettiin suurella määrällä glukoosisensorin mittausdataa niin, että se oppii tunnistamaan datasta yleisiä aineenvaihdunnan piirteitä. Sen jälkeen samaa mallia voitiin käyttää useisiin eri tehtäviin, kuten diabetesriskin, insuliiniresistenssin, hypoglykemian ja lihavuuden arviointiin sekä aterianjälkeisen glukoosivasteen ennustamiseen.
Kiinnostavaa on kehittyneen diabetesalgoritmin lisäksi ajatus siitä, että yksi terveydenseurannan sensori voi sisältää paljon enemmän tietoa kuin mitä siitä tällä hetkellä osataan hyödyntää. Uutta laitetta ei välttämättä tarvita jokaista uutta mittausta varten. Sen sijaan tekoäly voi oppia tunnistamaan jo olemassa olevasta mittausdatasta uusia terveydentilaan liittyviä piirteitä. Tänä vuonna on julkaistu foundation model -tutkimuksia esimerkiksi yhden kanavan puettavasta EKG:stä, pulssioksimetrien PPG-signaalista sekä useita erilaisia puettavien laitteiden biosignaaleja yhdistävistä malleista. PPG-tutkimuksessa lähtökohtana on nimenomaan se, että sykkeen ja happisaturaation mittaamiseen käytetty optinen signaali sisältää paljon muutakin fysiologista informaatiota kuin ne luvut, joita nykyinen laite käyttäjälle näyttää. Tämä vahvistaa GlucoFM:n havaintoa mahdollisena laajempana kehityssuuntana eikä vain yhtenä glukoosiseurannan kokeiluna. Eli periaatteessa ostamasi terveysteknologian ominaisuuksia voitaisiin myöhemmin laajentaa uusilla tekoälymalleilla samaan tapaan kuin puhelimeen lisätään uusia sovelluksia.
Sotelle tämä voisi tarkoittaa, että jo käytössä olevasta terveysteknologiasta saadaan enemmän hyötyä ilman uusien mittalaitteiden jatkuvaa käyttöönottoa. Esimerkiksi etäseurannassa sama sensori voisi tulevaisuudessa tuottaa tietoa useammasta terveysriskistä tai auttaa tunnistamaan muutoksia potilaan tilanteessa aikaisemmin. Tämä muuttaisi terveysteknologioiden hankintaa ja elinkaarta – ehkä tärkemmät kysymykset laitteiden hankinnassa liittyisi fysiologisen datan laadukkuuteen, frekvenssiin, säilytysmahdollisuuksiin jne.
Kehitys on kuitenkin vasta tutkimusvaiheessa, ja sääntely voi muuttua vaikeammaksi. GlucoFM ei ole kliinisesti hyväksytty diagnostinen järjestelmä, ja sen koulutusaineisto on vielä suhteellisen pieni ja rajallinen suhteessa väestön, laitteiden ja sairauksien vaihteluun. Jos sama fyysinen sensori saa ohjelmistopäivitysten kautta uusia terveydellisiä tulkintoja, pitää ratkaista, mikä osa kokonaisuudesta on lääkinnällinen laite, miten jokainen uusi käyttötarkoitus validoidaan ja voiko aiemmin kerättyä sensoridataa käyttää tarkoituksiin, joita ei ollut tiedossa mittaushetkellä.
Mitä kannattaa seurata?
Saako ensimmäinen biosignaalien foundation model viranomaishyväksynnän useampaan kuin yhteen kliiniseen käyttötarkoitukseen.
Alkavatko laitevalmistajat tarjota olemassa oleviin sensoreihin uusia kliinisiä ominaisuuksia ensisijaisesti ohjelmisto- ja mallipäivityksinä.
Pystytäänkö eri valmistajien laitteilla kerätystä datasta koulutettuja malleja siirtämään luotettavasti uusiin laitteisiin, väestöihin ja suomalaisiin potilasaineistoihin.
Lähde
GlucoFM: A Dual-Stream Foundation Model for Continuous Glucose Monitoring
Lähdehuomio
GlucoFM on itseohjautuvasti esikoulutettu foundation model jatkuvan glukoosiseurannan datalle. Malli koulutettiin 109 066 tunnilla pääosin merkitsemätöntä CGM-dataa 477 henkilöstä ja arvioitiin neljässä erillisessä kohortissa seitsemässä aineenvaihduntaan liittyvässä ennustetehtävässä. Keskimääräinen PR-AUC oli 4,1 prosenttiyksikköä parempi kuin vahvimmalla samalla aineistolla koulutetulla CGM-verrokkimallilla, ja malli pystyi myös siirtymään aineistosta toiseen sekä mukautumaan pienellä määrällä merkittyä dataa. Kyse on kuitenkin preprintistä ja tutkimusprototyypistä, jota ei ole hyväksytty diagnostiikkaan tai hoitoon eikä tutkimuksessa arvioitu prospektiivista kliinistä käyttöä.