CES 2019: IBM desarrolla sensor con Inteligencia Artificial para comprender y predecir la progresión de la enfermedad de Parkinson

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A rendering of IBM Q System One, the world’s first fully integrated universal quantum computing system, currently installed at the Thomas J Watson Research Center in Yorktown Heights, New York, where IBM scientists are using it to explore system improvements and enhancements that accelerate commercial applications of this transformational technology. For the first time ever, IBM Q System One enables quantum computers to operate beyond the confines of the research lab.

La enfermedad de Parkinson es un trastorno neurológico degenerativo crónico que afecta a una de cada 100 personas mayores de 60 años. Se estima que más de cinco millones de personas tienen Parkinson en todo el mundo, y el número está aumentando con la población actual que envejece. Aunque se caracteriza principalmente por trastornos motores, que incluyen temblores involuntarios y movimiento impedido, algunos pacientes con Parkinson también experimentan disminuciones cognitivas, problemas de comportamiento y trastornos del sueño.

Los científicos de IBM inventaron un “sensor de uñas”, un pequeño dispositivo portátil e inalámbrico que utiliza Inteligencia Artificial y se sitúa en la punta de los dedos. Este prototipo es el primero en su clase y ayuda a controlar la salud humana. Mide continuamente la forma en que la uña de una persona se dobla y se mueve en actividades diarias, lo cual es un indicador clave de la fuerza de agarre.

La fuerza de agarre es una métrica útil cuando se trata de salud. Se ha asociado con la efectividad de la medicación en individuos con enfermedad de Parkinson, el grado de función cognitiva en los esquizofrénicos, el estado de salud cardiovascular de un individuo y la mortalidad por todas las causas en geriatría.

Cuando una uña se dobla o se mueve, se da en micrones -milésima parte de un milímetro- de un solo dígito y no es visible a simple vista.

La Fundación Michael J. Fox para la Investigación de Parkinson, ha otorgado una donación a IBM para tratar de comprender mejor la enfermedad de Parkinson y allanar el camino para tratamientos más efectivos. A través de esta asociación, la Fundación Michael J. Fox pone a disposición sus datos de Parkinson’s Progression Markers Initiative (PPMI), un estudio observacional que ha recopilado una gran cantidad de datos longitudinales anónimos en las cohortes de pacientes de Parkinson.

¿Cómo funciona? – El pequeño sensor presentado por IBM Research consiste en medidores conectados a la uña y una pequeña computadora que toma muestras de los valores de tensión, recopila datos del acelerómetro y se comunica con un reloj inteligente. El reloj también utiliza modelos de aprendizaje automático para evaluar la bradicinesia (lentificación de los movimientos, especialmente de los movimientos voluntarios complejos), el temblor y la discinesia (movimientos anormales e involuntarios), que son síntomas de la enfermedad de Parkinson.

El sensor mide los movimientos de las uñas y las curvas, y recopila datos que son estudiados por algoritmos de Inteligencia Artificial para indicar patrones. Esto puede dar a los médicos una imagen más clara de la fuerza de agarre a lo largo del tiempo y proporcionar recomendaciones de tratamiento más personalizadas.

¿Por qué es importante? – Actualmente, un método para medir la progresión de una enfermedad es conectar sensores basados ​​en la piel para capturar cosas como el movimiento, la salud de los músculos y las células nerviosas, o los cambios en la actividad de las glándulas sudoríparas, que pueden reflejar la intensidad del estado emocional de una persona. Pero con los pacientes de mayor edad, estos sensores basados ​​en la piel a menudo pueden causar problemas, incluida la infección.

¿Cómo se originó? – Interactuamos con objetos a lo largo del día utilizando nuestras manos, como la detección táctil de la presión, la temperatura, las texturas de la superficie y más. El equipo de IBM Research se dio cuenta de que podría ser posible obtener señales interesantes de los movimientos de las uñas y cómo se doblan a lo largo del día, ya que usamos nuestros dedos para interactuar con nuestro entorno.

Una de las funciones de las uñas humanas es orientar la punta del dedo en el objeto que se está manipulando. Resulta que nuestras uñas se deforman -se doblan y se mueven- de manera estereotipada cuando las usamos para agarrar, e incluso flexionar y extender nuestros dedos. Esta deformación es generalmente del orden de micrones -milésima parte de un milímetro- de un solo dígito y no es visible a simple vista.

Entonces, los científicos de IBM aprovecharon el poder de la Inteligencia Artificial y el aprendizaje automático para analizar y obtener información valiosa, a partir de esos datos.

Resultados – Al llevar el cálculo al final de nuestros dedos, hemos encontrado un nuevo uso para nuestras uñas al detectar y caracterizar sus movimientos sutiles. Con el sensor, podemos obtener información sobre el estado de salud y habilitar un nuevo tipo de interfaz de usuario. Este trabajo también ha servido como inspiración para un nuevo dispositivo modelado en la estructura de la punta del dedo que algún día podría ayudar a los cuadripléjicos a comunicarse.

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