O tehnologie dezvoltată cu ajutorul inteligenţei artificiale (AI) ar putea ajuta la personalizarea tratamentului şi la prevenirea spitalizărilor în cazul afecţiunilor pulmonare. La nivel mondial se estimează peste 600 de milioane de pacienţi care au bronhopneumopatie obstructivă cronică (BPOC), o afecţiune medicală gravă şi a treia cauză de deces la nivel mondial, deseori asociată cu complicaţii cardiovasculare.
Boala Pulmonară Obstructivă Cronică (BPOC) este un termen utilizat pentru un grup de afecţiuni pulmonare care cauzează dificultăţi de respiraţie, cum ar fi emfizemul şi bronşita cronică.
Aceste afecţiuni pulmonare au devenit o problemă îngrijorătoare din punct de vedere social şi economic pentru sistemele de sănătate la nivel mondial prin creşterea vertiginoasă atât a prevalenţei cât şi a morbidităţii şi mortalităţii.
BPOC este o afecţiune pulmonară heterogenă caracterizată prin simptome respiratorii cronice (dispnee, tuse, producţie de spută şi/sau exacerbări) cauzate de anormalităţile căilor respiratorii (bronşită, bronşiolită) şi/sau alveolelor (emfizem) care determină obstrucţie persistentă, adesea progresivă, a fluxului de aer.
Simptomele pot include dificultăţi de respiraţie, şuierat şi tuse persistentă. Crizele, cunoscute şi sub denumirea de exacerbări, apar atunci când simptomele se agravează brusc şi sunt cele mai frecvente în timpul iernii.
Deşi nu este vindecabilă, BPOC poate fi prevenită şi tratată eficient, cu importante beneficii atât pentru pacient cât şi pentru sistemele de sănătate.
Prevalenţa BPOC la nivel global este în continuă creştere. La nivel mondial se estimează peste 600 de milioane de pacienţi cu BPOC. La nivel european această patologie afectează în prezent 2,5% din populaţia cu vârsta de peste 30 de ani. Aproximativ 200.000 - 300.000 de persoane mor anual din cauza BPOC în Europa.
BPOC a fost considerată multă vreme o patologie a vârstnicului. Date recente arată o prevalenţă crescută şi în rândul adulţilor tineri (20 - 44 ani), cu o rată accentuată de creştere în rândul femeilor [1].
România se află pe locul 3 în Europa ca rată a mortalităţii prin BPOC la bărbaţi, după Ungaria şi Irlanda, cu 60 de decese la 100.000 de locuitori [2].
O singură exacerbare moderată a BPOC creşte riscul de deces cu 17%, iar riscul de infarct miocardic se dublează în primele 5 zile după o exacerbare moderată a BPOC, spune preşedintele Societăţii Române de Pneumologie, dr. Roxana Nemeş, indicând faptul că BPOC este a doua cea mai frecventă cauză de spitalizare în regim de urgenţă în anumite ţări, în timp ce 40% dintre pacienţi au fost respitalizaţi sau au decedat în primele 90 de zile de la o exacerbare. Riscul de deces creşte cu 80% cu două exacerbări moderate în decurs de 1 an, potrivit specialistului.
Cercetătorii au demonstrat acum într-un studiu că analiza probelor de urină cu ajutorul inteligenţei artificiale (AI) poate indica cu şapte zile înainte de debutul simptomelor acutizarea bolii pulmonare cronice la pacienţi.
Studiul recent a implicat efectuarea la pacienţi a unui simplu test zilnic de urină - similar unui test de flux lateral - şi raportarea rezultatelor prin intermediul telefonului mobil.
Tehnologia ar putea ajuta la personalizarea tratamentului şi la prevenirea spitalizărilor, spun cercetătorii.
Pentru studiu, cercetătorii au analizat probe de urină de la 55 de pacienţi cu BPOC pentru a identifica modul în care moleculele se modifică atunci când simptomele se agravează.
„Am dorit să dezvoltăm un test predictiv care să acţioneze ca o prognoză meteo personală a unei crize iminente”, a declarat profesorul Chris Brightling, de la Universitatea din Leicester, care a condus studiul.
Potrivit acestuia, exacerbările BPOC sunt situaţiile în care o persoană cu această afecţiune se îmbolnăveşte grav şi are nevoie de tratament suplimentar, fie acasă, fie în spital.
„Tratamentele actuale sunt reactive la o boală gravă, dar fi mai bine dacă am putea estima un atac înainte ca acesta să aibă loc şi apoi să personalizăm tratamentul pentru a-l preveni sau pentru a-i reduce impactul", a explicat medicul britanic.
După identificarea moleculelor în schimbare, cercetătorii au dezvoltat un test pentru a măsura nivelurile a cinci biomarkeri diferiţi în urină.
Un număr de 105 pacienţi cu BPOC şi-au testat apoi urina în fiecare zi, timp de şase luni, cu ajutorul testului rapid cu bandă (jojă) şi şi-au împărtăşit rezultatele cu cercetătorii.
Dintre acestea, 85 de rezultate au fost analizate cu ajutorul unei reţele neuronale artificiale (RNA), care este un tip de algoritm care utilizează o reţea de neuroni artificiali pentru a procesa datele într-un mod care imită creierul uman.
Studiul, publicat în revista ERJ Open Research, a constatat că modelul AI ar putea estima cu exactitate o exacerbare cu până la şapte zile înainte de începerea simptomelor.
Cercetătorii au recunoscut că studiul a avut o serie de limitări, inclusiv o dimensiune redusă a eşantionului.
„Prelevarea de probe de urină are avantajul că poate fi efectuată relativ rapid şi uşor şi permite pacienţlor să o facă zilnic acasă", a adăugat prof. Brightling.
Cercetătorii continuă dezvoltarea tehnologiei pentru a rafina algoritmul AI cu date de la un grup mai mare de pacienţi.
„Sperăm că acest lucru ne va permite să creăm teste AI pentru pacienţii cu BPOC care vor învăţa ce este 'normal' pentru fiecare persoană şi vor prognoza o intensificare a simptomelor", au indicat cercetătorii.
Îngrijirea pacienţilor ar putea fi apoi adaptată, de exemplu ar putea avea nevoie de teste sau tratamente suplimentare sau ar putea fi capabili să îşi limiteze expunerea la factori declanşatori precum poluarea sau polenul.
Reacţionând la studiu, dr. Erika Kennington, director de cercetare şi inovare la organizaţia caritabilă Asthma + Lung UK, a declarat că acest test rapid şi neinvaziv arată modul în care urina ar putea fi utilizată ca un avertisment al înrăutăţirii sănătăţii pulmonare.
Testul ar putea permite persoanelor cu bronhopneumopatie obstructivă cronică să ia măsuri pentru a-şi gestiona afecţiunea înainte ca aceasta să se agraveze ar putea ajuta cu adevărat oamenii să rămână sănătoşi şi să nu fie spitalizaţi, a indicat medicul.
Tehnologia urmează să fie testată pe un grup mult mai mare de persoane cu BPOC pentru analiza rentabilităţii, înainte de a putea fi utilizată într-un cadru de asistenţă medicală, spun cercetătorii.
Datele actuale arată că una din cinci persoane va muri în primul an după spitalizare, ca urmare a exacerbării severe, şi doar 50% dintre pacienţi mai sunt în viaţă la 3,6 ani de la prima lor exacerbare severă.
În România există în jur de 1,5 milioane de pacienţi cu BPOC, adică aproximativ 8,3% din populaţia generală, iar 74% dintre pacienţi sunt pensionari, potrivit ultimelor estimări. Tratamentul pentru această afecţiune este compensat doar în proporţie de 50%.
Mai puteţi citi şi:
Care este prevalenţa BPOC în România. 50% din pacienţi, nediagnosticaţi
