Imec, bağırsak sağlığı için tıbbi bir dijital ikiz yaratma yolunda adımlar atıyor


Transform 2022’yi 19 Temmuz’da ve neredeyse 20 – 28 Temmuz’da geri getirmekten heyecan duyuyoruz. Bilgili görüşmeler ve heyecan verici ağ oluşturma fırsatları için yapay zeka ve veri liderlerine katılın. Bugün kayıt Ol!


İnsan bağırsak sağlığı, zihinsel sağlık, çeşitli dejeneratif hastalıklar ve kronik inflamasyon ile yakından ilişkilidir. Bunun büyük bir bileşeni, farklı sindirim sistemi bölümlerindeki mikrop dengesidir. Araştırmacılar, uçtan çıkan mikropları analiz etme ve her iki açıklığın yakınından numune alma konusunda inanılmaz ilerleme kaydetti. Ancak şimdiye kadar, ortadaki farklı bölümlerdeki mikropların nispi bileşimi biraz gizemliydi.

Avrupa’daki iddialı bir işbirliği, insan bağırsağının dijital ikizini ve çeşitli sağlık sonuçlarıyla bağlantısını oluşturarak bunu değiştirmeyi umuyor. Imec’te Gelecek Zirveler Konferansı Anvers’te, Chris Van Toynak, Imec Ar-Ge Başkan Yardımcısı ve OnePlanet araştırma merkezinin genel müdürü, şirketin insan bağırsağının dijital ikizini oluşturma çabasını tartıştı. Imec’in ekibi, beslenme uzmanları, doktorlar, tıp araştırmacıları, çip tasarımcıları ve veri bilimcilerinin rehberliğinde yeni sensörler, analitik ve makine öğrenimi tekniklerini birleştirerek bunu başarmak için çalışıyor.

Tıp araştırmacıları, insanları dışarıdan keşfederek tıbbi dijital ikizler oluşturmada büyük ilerleme kaydediyor. Ancak şimdiye kadar sindirim sisteminin içinde neler olup bittiğine dair çok az bilgi var.

Van Hoof VentureBeat’e “Gastroskopi, kolonoskopi ve dışkı analizi yapabilirsiniz, ancak hiç kimse GI yolunun tamamını çizemedi” dedi.

Imec, silikon çipler, nanoteknoloji ve sağlık konularında endüstri işbirliğini kolaylaştıran son teknoloji bir Ar-Ge merkezidir. Mevcut çaba, Wageningen Üniversitesi ve Araştırma ve Radboud Üniversitesi Tıp Merkezi’ndeki araştırmacılarla işbirliğini içeriyor. Van Hoof, araştırmaya rehberlik etmek ve ilk araştırmayı büyütmek için başkalarından girdi ve rehberlik istediklerini söyledi.

en büyük yüzey

Tıbbi olarak konuşursak, lümen adı verilen bağırsak yüzeyi vücudun dışındadır. Doktorlar, yaklaşık 30 metrekare ile insan vücudunun en büyük yüzeyi olarak görüyorlar. Besinleri yakalamak ve atıkları atmak için bir filtre ve bekçi görevi görür. Ve bağırsak sağlığı diyabet, metabolik sağlık, kilo kaybı, zayıf bağışıklık, zihinsel sağlık ve düzinelerce hastalık ile ilişkilidir.

Vücutta yaklaşık 500-800 farklı mikrop popülasyonu vardır. Bu popülasyonların nispi dengesi genellikle farklı hastalıklarla ilişkilidir. Çeşitli araştırmalar, çeşitli kronik hastalıkları mikrop popülasyonlarıyla ilişkilendirmiştir. Van Hoof, görünüşte ilgisiz birçok hastalığın ortak mikrobiyom imzalarını paylaştığını söyledi.

Araştırmacılar, insanların neden belirli bir kombinasyon geliştirdiğini veya nasıl ayarlanacağını bilmiyorlar. Yakın tarihli bir çalışmada, Van Hoof’un meslektaşlarından birkaçı, bağırsak sağlığını etkileyebilecek çeşitli bitkilerden zengin bir diyet yediler. Diyetteki herkes bir değişiklik gördü, ancak farklılıklar her bireye özgüydü.

Tıbbi bir dijital ikizin birçok parçası

Tıbbi dijital ikizin unsurları arasında akıllı bir hapın içine yerleştirilmiş yeni bir sensör platformu, dışkı ve idrarı analiz eden bir tuvalet, akıllı bir beslenme çantası, insanların ne ve nasıl yediğini izleyen kameralar ve bu önlemleri stres ve zihinsel sağlıkla ilişkilendirmek için giyilebilir cihazlar yer alıyor. .

Yutulabilir maddelere gelince, yutulabilecek kadar küçük, doğru şeyleri ölçmek için yeterli ve çoğu maddeyi parçalamak için uyarlanmış zorlu ortamda hayatta kalmaya yetecek kadar sağlam, esnek bir paket oluşturmak için çok çaba harcandı. Şimdi düzenleyici süreç ve gelecek yılın başında ilk insan denemelerine nasıl başlayacakları üzerinde çalışıyorlar.

Düz, t-şekilli bir devre kartının yanında, her iki ucunda siyah tamponlar bulunan boru şeklinde bir cihaz içeren şeffaf kapsül.
Imec tarafından geliştirilen akıllı hap.
Fotoğraf Imec’in izniyle.

Ekip, kimyasal ve biyolojik ölçümler yapabilmek, ses gibi fiziksel özellikleri kaydedebilmek ve kablosuz olarak iletişim kurabilmek istiyordu. Ayrıca, bir haftaya kadar çalışması gerektiğinden, yüksek verimli elektroniklere de ihtiyacı vardı. Ayrıca midenin vücutta nerede hareket ettiğini takip etmesi için bir tür GPS inşa etmeleri gerekiyordu.

İnce ayar modelleri

Günümüzde, hangi faktörlerin bağırsak sağlığını iyileştirdiği veya kötüleştirdiği bilgisi yalnızca genel nüfus düzeyinde bilinmektedir. Sonuç olarak, doktorlar, her zaman yardımcı olmayan yağlı veya baharatlı yiyeceklerden kaçınmak gibi nüfus düzeyinde tavsiyelere odaklanma eğilimindedir.

Van Hoof, “Kişinin bir tedavi için kobay olmaması için, alevlenmelere neyin neden olduğunu sanal olarak görmek için kişinin bir modelini oluşturmayı umuyoruz” dedi. onlar için en iyi neyin işe yarayacağını görmek için yeni müdahaleler. ”

Ekip, genotip, fenotip veya davranışsal veya mikrobiyom özelliklerine dayalı gruplar için bireyselleştirilmiş dijital ikizlerden daha geniş dijital ikizlere kadar çeşitli stratejiler araştırıyor. Van Hoof, “Milyarlarca model yaratmak zorunda kalmayacağımıza dair bir umut var. Bunun yerine, birkaç model oluşturabilir ve daha yönetilebilir hale getirmek için yakaladığımız verilere dayanarak bunlara ince ayar yapabiliriz.”

Bu yeni modelleri oluşturmak, diğer alanlardan farklı bir yaklaşım gerektirecektir. Örneğin, bir kardiyovasküler araştırmacı, hasta hakkında özel bir şey bilmeden birçok hastalığı teşhis etmek için elektrokardiyogram verilerini izleyebilir. “Ancak bağırsak sağlığı için sinyalin nasıl görünmesi gerektiğine dair altın standartlar yok” dedi.

Eyleme geçirilebilir içgörü

Bu çaba, dijital ikizin kullanıcı arayüzü tarafına da bakıyor. Çoğu ülkede, sağlıklı beslenmenin temel öğelerini karakterize eden temel sağlık piramitleri vardır. Ancak insanları bazı şeylerden daha fazla ve diğerlerinden daha az yemeye yönlendirmek, bilgilendirici bir yaklaşımdan ziyade daha davranışsal bir yaklaşım gerektirir.

Örneğin, insanların atıştırma davranışlarını incelemek için kameralarla donatılmış akıllı bir atıştırma kutusu oluşturdular. Birçok insanın, özellikle de sık sık atıştıranların, bilinçsiz yeme alışkanlıkları nedeniyle kaydettiklerinden daha fazla kalori alma eğiliminde olduğu ortaya çıktı; ve giyilebilir sensörler, birileri bir şeyler atıştırmaya ulaşmadan önce zihinsel ve stres değişikliklerini izleyebilir.

“Bir insan canı tatlı yemeden önce fizyolojik değişiklikleri görürüz. Bu, bu sinyalleri yakalayabileceğimiz ve insanları sağlıklı alternatiflere yönlendirebileceğimizi umduğumuz bağırsak sağlığına bağlamayı umduğumuz modelin bir parçası, ”dedi Van Hoof.

Doğru veri çerçevesini oluşturma

Bağırsak sağlığının dijital ikizi, birçok kaynaktan gelen verileri bir araya getirmeyi içerir ve hiç kimse bunu geniş ölçekte nasıl yapacağından emin değildir. Yolun aşağısında, umut, dijital ikizin birçok taraftan sensörler, uygulamalar ve veri altyapısı ile çalışabilmesidir. Ama bu arada, grup her şeyi Imec’e entegre ediyor. açık gezegen altyapı, sağlık ve çevre araştırmaları için düşük kodlu bir platform.

OpenPlanet, veri toplama, veri bağlantısı, depolama ve analiz için uygulamalar içerir. Ayrıca çeşitli kullanım durumları için küratörlüğünde algoritmaları ve uygulamaları destekler. Örneğin, giyilebilir cihazlardan gelen veriler, doktor ve hasta arasında veya dijital ikiz ile sağlık avatarı arasında canlı olarak paylaşılabilir. Bu, uygun güvenlik ve gizlilik korkuluklarıyla yönetilen önceden oluşturulmuş modeller, veri biçimleri ve makine öğrenimi iş akışlarının yanı sıra dijital ikizlere erişimin demokratikleşmesine yardımcı olabilir.

Van Hoof, bağırsak sağlığı ve diğer alanlar arasındaki ilişkiye ilişkin önceki araştırmaların, verileri toplamanın, biçimlendirmenin ve analiz etmenin farklı yolları nedeniyle engellendiğine inanıyor. Tüm parçaları kendi bünyesinde inşa ederek ve entegre ederek bu sorunlardan kaçınırlar. Birleşik öğrenme gibi araçlar, ileride daha geniş bir sensör, veri kaynağı ve uygulama yelpazesini desteklemeye yardımcı olabilir.

Dijital bir ikiz oluşturmak, daha kapsamlı çalışmalar ve tıbbi, ticari ve sağlık uzmanlığına sahip birçok ortak gerektirecektir. Van Hoof, yiyecek ve içecek, ilaç ve tıbbi teknoloji şirketlerindeki çabalara katılmak için başka taraflar aradıklarını söyledi.

VentureBeat’in misyonu teknik karar vericilerin dönüştürücü kurumsal teknoloji ve işlemler hakkında bilgi edinmeleri için dijital bir şehir meydanı olmaktır. Üyelik hakkında daha fazla bilgi edinin.


Kaynak : https://venturebeat.com/2022/05/20/imec-making-strides-in-creation-of-a-medical-digital-twin-for-gut-health/

Yorum yapın

SMM Panel