Semnalele fiziologice contribuie la predicția durerilor de cap și a oboselii postconcușie prin inteligența artificială
Persoanele care suferă de o contuzie pot experimenta dureri de cap și oboseală ulterior. Aceste simptome urmează un tipar constant, care ar putea fi utilizat pentru a avertiza pacientul cu o zi înainte de apariția lor.
Tiparele sunt suficient de distincte pentru ca anumite modele de inteligență artificială să le detecteze și să învețe din ele. Un studiu recent arată că aceste modele pot prezice dureri de cap moderate până la severe și oboseală cu o acuratețe moderată până la bună, cu 24 de ore înainte ca simptomele să se manifeste.
„Există indicații puternice că simptomele resimțite în ziua următoare nu apar aleatoriu la persoanele care se confruntă cu probleme persistente postconcușie”, afirmă Antonios Danelakis, cercetător la Departamentul de Informatică al NTNU și la Centrul Norvegian pentru Cercetarea Durerii de Cap (NorHead).
„Simptomele pot urma tipare specifice. Inteligența artificială poate învăța aceste tipare prin antrenamentul pe date fiziologice colectate în timp.”
Unii indivizi se confruntă cu simptome, în special dureri de cap și oboseală, mult timp după contuzia inițială. Scopul studiului cercetătorilor de la NorHead a fost de a prezice simptomele în acest grup. Posibilitatea de a primi o notificare printr-un smartwatch sau o aplicație, care să avertizeze că simptomele sunt iminente, ar putea permite pacienților să se pregătească și să-și planifice mai eficient ziua următoare.
Aceste instrumente ar oferi de asemenea informații valoroase profesioniștilor din domeniul sănătății care îi tratează pe acești pacienți.
Cercetătorii au combinat utilizarea aplicațiilor de sănătate și a datelor fiziologice cu ceea ce sunt cunoscute ca „modele fundamentale” în învățarea automată. Acestea sunt modele versatile, de mari dimensiuni, antrenate pe seturi de date masive, care pot fi adaptate pentru sarcini specializate în domenii foarte diferite. Modelele de limbaj mari, precum Claude și ChatGPT, sunt construite pe baza acestor modele fundamentale.
Un total de 20 de persoane cu simptome persistente postconcușie au participat la studiu, care s-a desfășurat la Rehabiliteringsklinikken (Departamentul de Reabilitare) de la Spitalul St. Olavs.
Toți participanții și-au înregistrat simptomele zilnic timp de 28 de zile. De asemenea, au realizat sesiuni zilnice pentru a măsura ritmul cardiac, temperatura pielii și tensiunea din mușchiul trapez, care leagă omoplatul, partea din spate a capului și coloana vertebrală.
Pe baza acestor date, cercetătorii au testat un model fundamental și un model mai tradițional de învățare automată pentru a evalua cât de bine pot prezice zilele cu dureri moderate până severe de cap în următoarele 24 de ore. Modelul fundamental a generat cele mai bune rezultate. Cercetătorii au utilizat apoi modelul pentru a investiga fezabilitatea prezicerii zilelor caracterizate prin oboseală.
Concluzia principală este că dezvoltarea simptomelor urmează tipare care devin vizibile atunci când sunt măsurate în timp. Aceasta înseamnă că, cu ajutorul inteligenței artificiale, ar putea fi posibil să se creeze instrumente care să avertizeze atunci când oboseala sau durerea de cap sunt iminente.
Proporția persoanelor care suferă o contuzie și se confruntă cu complicații pe termen lung este incertă. Studiile recente arată că mai mult de o persoană din cinci experimentează simptome mai mult de trei luni după accidentare. Aceasta poate afecta bunăstarea zilnică și capacitatea de a participa la activități, muncă sau școală.
„Datele noastre arată că peste 17.000 de persoane din Norvegia vizitează anual o clinică de urgență sau un departament de urgență pentru leziuni minore ale capului. Cifra reală este probabil de cel puțin două ori mai mare dacă includem consultațiile cu medicii de familie și persoanele care nu caută îngrijiri medicale imediate”, spune Danelakis.
Va fi nevoie de timp până când soluțiile care ar putea aduce o schimbare pentru persoanele afectate de contuzie vor fi disponibile. Danelakis subliniază că acesta este un domeniu puțin studiat. Studiul este o „demonstrație metodologică a conceptului” bazată pe date de cercetare, ceea ce înseamnă că a testat doar fezabilitatea ideii.
Următorii pași importanți includ teste mai extinse și studii suplimentare în care pacienții sunt monitorizați pe termen lung. Tehnologia de livrare a alertelor trebuie integrată în instrumentele digitale. Aceasta trebuie realizată în colaborare cu utilizatorii pentru a se asigura că sistemul este eficient. Reglementările legale, confidențialitatea și securitatea datelor trebuie, de asemenea, luate în considerare.
Cercetătorii de la NorHead au actualizat aplicația utilizată în studiu și plănuiesc să lanseze un nou studiu folosind versiunea actualizată a aplicației în primăvara anului 2027, începând în curând recrutarea participanților. Scopul este de a colecta date de la cel puțin 200 de pacienți care prezintă simptome persistente postconcușie.
