Inteligența artificială ar putea contribui la dezvoltarea tehnologiilor accesibile pentru monitorizarea sănătății picioarelor
Cercetătorii au demonstrat că instrumentele de inteligență artificială ar putea juca un rol important în dezvoltarea unor tehnologii mai simple și mai accesibile pentru monitorizarea sănătății picioarelor, în special în zonele unde accesul la echipamente specializate este limitat.
O colaborare între Universitatea Queensland, iOrthotics și Healthia Limited a dus la crearea unui model AI capabil să reconstruiască hărți detaliate ale presiunii plantare, folosind informații despre forma piciorului și un număr redus de puncte anatomice de presiune.
Profesorul Martin Veidt, inginer în mecanica aplicată la UQ, a declarat că analiza presiunii plantare este utilizată pe scară largă pentru a evalua funcția picioarelor, echilibrul, mecanica mersului și sănătatea picioarelor, contribuind la proiectarea ortoticelor menite să minimizeze riscurile și progresia patologiilor legate de picioare.
„Dar metodele de măsurare existente au limitări și sunt adesea costisitoare și inaccesibile pentru persoanele care locuiesc în zone rurale și izolate”, a afirmat profesorul Veidt.
Dr. Stuart McDonald, inginer de materiale la UQ, a spus că sistemele integrate în încălțăminte oferă o mobilitate mai mare și o monitorizare extinsă a presiunii, dar de obicei depind de un număr mare de senzori, ceea ce poate crește costul, complexitatea și cerințele de energie.
„Această cercetare a analizat potențialul inteligenței artificiale de a depăși unele dintre provocările asociate cu sistemele tradiționale de monitorizare a presiunii plantare”, a spus dr. McDonald.
Cercetătorii de la Școala de Inginerie Mecanică și Minieră a UQ au colaborat cu iOrthotics și Healthia Limited pentru a explora cum un sistem de învățare profundă multimodal ar putea ajuta la dezvoltarea unor metode practice și mai accesibile de reconstrucție a informațiilor dense privind presiunea plantară din datele de senzori sparse.
Folosind informații anatomice ale piciorului și măsurători ale presiunii plantare de la 35 de participanți la studiu, studentul la doctorat Chongguang Wang a reușit să dezvolte un cadru de rețea neuronală artificială capabil să genereze hărți de presiune precise și de înaltă rezoluție, utilizând un număr semnificativ mai mic de senzori fizici.
Modelul de învățare profundă propus a obținut cele mai bune rezultate folosind doar 16 „puncte de reper” anatomice de la baza piciorului și a atins un rezultat comparabil folosind doar 2 puncte de reper, indicând o performanță promițătoare în reconstrucție chiar și în condiții de detectare foarte limitate.
„Această cercetare demonstrează că, prin combinarea informațiilor despre forma piciorului cu un număr mic de date anatomice, este posibil să se reconstruiască distribuții detaliate ale presiunii plantare cu un grad înalt de acuratețe”, a spus profesorul Veidt.
„Frumusețea constă în faptul că colectarea datelor ar putea avea loc practic oriunde, inclusiv în comunități izolate unde rezultatele în sănătate sunt slabe și serviciile pot fi limitate.”
Studiul condus de UQ face parte dintr-un program mai amplu de cercetare inițiat de iOrthotics și compania mamă Healthia, împreună cu cercetători de la QUT, printr-un grant de 2,2 milioane de dolari din partea Guvernului Federal pentru Proiecte de Centre de Cercetare Cooperative (CRC-P), destinat dezvoltării unei tehnologii ortotice mai inteligente pentru persoanele care trăiesc în zone rurale și izolate.
Ofițerul de educație și cercetare al grupului Healthia, Kerrie Evans, a afirmat că cercetarea face parte dintr-un program mai amplu la Healthia și iOrthotics care explorează modul în care tehnologiile emergente ar putea îmbunătăți accesul la evaluarea și monitorizarea sănătății piciorului.
„Complicațiile picioarelor, inclusiv ulcerele diabetice și amputațiile, continuă să aibă un impact semnificativ asupra indivizilor și sistemelor de sănătate”, a declarat asociatul profesor Evans.
„Scopul nostru este să sprijinim dezvoltarea unor tehnologii practice și accesibile care să ajute clinicienii să înțeleagă mai bine funcția piciorului și să identifice problemele potențiale mai devreme.”
„Deși este necesară mai multă cercetare, în special în populații clinice și în condiții reale, aceste descoperiri demonstrează potențialul inteligenței artificiale de a juca un rol important în viitoarele tehnologii de monitorizare a sănătății piciorului.”
Cercetarea este publicată în Sensors.
