1

Twój zegarek będzie wiedział, że jesteś chory. Ty dowiesz się jako drugi

Co prawda krótko po tym, jak zegarek podłączony do szerszej infrastruktury zdoła ocenić Twój stan zdrowia. Urządzenia ubieralne nie są jedynie "pierdółkami", których zastosowań nie czuje szersze grono konsumentów - w połączeniu z machine learningiem, sztuczną inteligencją oraz big data mogą być świetnymi mechanizmami wczesnego ostrzegania nie tylko o chorobie serca, ale nawet o procesie neurodegeneracyjnym.

Dlaczego wspominam o neurodegeneracjach? Na co dzień zapominamy o tej grupie chorób i najczęściej „z marszu” jesteśmy w stanie wymienić chorobę Parkinsona, powoli postępującą chorobę charakteryzowaną przez spowolnienie ruchowe, specyficzną postawę (pochylenie do przodu, drobne kroczki) oraz drżenia spoczynkowe. Do tego mamy jeszcze stwardnienie zanikowe boczne, chorobę Alzheimera, pląsawicę Huntingtona, postępujące porażenie nadjądrowe, zanik wieloukładowy (II typy: z przewagą objawów parkinsonowskich i móżdżkowych). Społeczeństwa starzeją się, żyją coraz dłużej: statystyka jest nieubłagana i choroby neurodegeneracyjne będą występować coraz częściej – to istotny problem dla systemów służby zdrowia, bo rzadko kiedy prowadzone są programy „wczesnego ostrzegania”. Nie mówię o profilaktykach, bo takowe nie istnieją.

Neurodegeneracje mają to do siebie, że nie jesteśmy w stanie ich leczyć. A zatem, jeżeli postawiono nam już diagnozę: choroba Parkinsona, zanik wieloukładowy, PSP, choroba Alzheimera, ALS: nie ma odwrotu. Dla chorych i ich rodzin są to ogromne tragedie – bardzo często zdarza się tak, że „względnie sprawny” jeszcze pacjent już po roku od zdiagnozowania najczęściej „parkinsonizmów-plus” jest już naprawdę zniszczony chorobą. Atypowe zespoły parkinsonowskie postępują niezwykle szybko, nie reagują na typowe dla ch. P. leki (albo bardzo słabo i bardzo krótko).

Neurodegeneracje i urządzenia ubieralne – gdzie jest związek?

Ten związek naprawdę istnieje. Zanim dostarczę Wam dowodów, rzucę nieco przerażającą ciekawostką. Zaczniemy od tego, że istnieje bardzo mocny objaw zwiastunowy dla chorób neurodegeneracyjnych (jego związek udowodniono jedynie dla ch. Parkinsona oraz zaników wieloukładowych obydwu typów). Zdarzyło Wam się krzyczeć, kląć, wykonywać żywe ruchy, a nawet nieświadomie wybiec z łóżka i pędzić przed siebie… w trakcie snu? A może Wasz partner narzeka na powtarzające się wokalizacje (rozmawianie przez sen) albo gwałtowne ruchy przez które zrzucacie rzeczy z szafki nocnej lub senne „rękoczyny”?

Tego typu zaburzenia medycyna nazywa: „Zaburzenia zachowania podczas snu REM” (REM Behavior Disorder, RBD). Są one typowe dla dzieci w wieku do ok. 10 lat, podobnie jak lunatyzm – tyle, że od lunatyzmu RBD odróżnia mechanizm powstawania tych zaburzeń. U młodszych takie struktury jak jądro podsinawe, jądro półleżące oraz połączenia nerwowe z ciałem migdałowatym są jeszcze niedojrzałe, a zatem mechanizm wprowadzenia organizmu w atonię mięśniową w trakcie snu fazy REM nie funkcjonuje prawidłowo. Jeżeli RBD pojawia się u dorosłych, bardzo często jest zwiastunem choroby neurodegeneracyjnej, w której powyższe struktury są uszkadzane i: a) RBD może wyprzedzać pojawienie się neurodegeneracji o nawet dekady, b) RBD bardzo często towarzyszy już „widocznym” neurodegeneracjom.

Naukowcy już od dawna eksploatują temat objawu zwiastunowego (m. in. tutaj), którym potencjalnie jest RBD i jego związku z neurodegeneracjami (ściśle: z alfa-synukleinopatiami: ch. Parkinsona, zanik wieloukładowy, które są powodowane przez odkładanie się agregatów białkowych złożonych m. in. z alfa-synukleiny). RBD w tych chorobach jest objawem sugerującym, wspierającym diagnozę (neurodegeneracji nie da się potwierdzić żadnym dostępnym testem, ostateczne jest badanie mózgu post-mortem) i przyjmuje się, że w tych jednostkach chorobowych około 60-70 procent pacjentów cierpi z powodu RBD. Co więcej, różne badania wskazują na fakt, iż od 40 do 60 procent osób ze zdiagnozowanym RBD bez objawów neurodegeneracji zapadnie w końcu na taką chorobę.

Jeżeli uważacie, że cierpicie na RBD lub już leczycie się na tę przypadłość – mogę Was „pocieszyć”. Ja również cierpię na słabo nasilone RBD i biorąc pod uwagę obciążenie w wywiadzie rodzinnym chorobami neurodegeneracyjnymi, mogę zapaść na chorobę Parkinsona lub zanik wieloukładowy. O ile „czysty Parkinson” może nie wpływać na oczekiwaną długość życia i być w ograniczony sposób kontrolowany, tak już zanik wieloukładowy charakteryzuje się smutną medianą przeżycia: ok 5,5 roku.

Po tym przydługim wprowadzeniu do związku tych chorób / objawów z urządzeniami ubieralnymi, skupmy się na tym, co w ogóle oferują nam inteligentne opaski / zegarki. Wyposażone w sensory opakowane w „mechanizmy EKG” (patrz: Apple Watch Series 4 – ten niedawno uratował życie człowieka dzięki tej funkcji), akcelerometry, nierzadko mikrofony, itp., itd. są w stanie rozpoznawać tego typu incydenty. Naukowcy eksploatowali już możliwość monitorowania postępów chorób z objawami ruchowymi za pomocą inteligentnych zegarków: kiedy tylko urządzenie rozpozna nieprawidłowe wzorce ruchowe, albo zidentyfikuje mniejszą aktywność pacjenta: zostanie to zanotowane w bazie danych i dopasowane do obecnego stanu chorego. Takie podejście zastosowano w przypadku inicjatywy fundacji Michaela J. Fox’a, który od lat choruje na „Parkinsona”. Sprawdźcie tutaj!

Badacze natomiast na tym nie poprzestają i sprawdzają, czy możliwości urządzeń ubieralnych korespondują z możliwością wczesnego rozpoznania objawów zwiastunowych w takich chorobach. Ostateczna diagnoza: RBD może odbyć się jedynie w warunkach szpitalnych i po przeprowadzeniu polismomnografii, badania snu, w trakcie którego obserwuje się pacjenta w trakcie wypoczynku oraz rejestruje się zapisy EEG, EMG i EOG. Niemniej, opaski i zegarki mogą nam przynajmniej zasugerować, że coś jest nie tak (o ile nie robi tego partner śpiący obok nas w łóżku, a znając naturę RBD na pewno zasugeruje).

Źródło: Prodromal Model in Parkinson Disease

Idźmy jednak dalej: wspomnieliśmy o sensorach umożliwiających analizowanie specyfiki ruchów użytkownika. Dajmy na to – user A, dotychczas bardzo aktywny człowiek, uprawiający jogging 3 razy w tygodniu w ostatnim czasie mniej się rusza. Zegarek „zauważa”, że pewne czynności wykonuje nieco wolniej (bazując na ruchach rąk), jego postępy w joggingu znajdują się w fazie regresu i co więcej, w jego historii wykorzystania podobnych sprzętów pojawiło się podejrzenie RBD. Takie akcesorium może zasugerować, bazując na machine learningu udanie się do neurologa z gotową już analizą do zweryfikowania przez specjalistę. Wczesna diagnoza choroby neurodegeneracyjnej (którą trzeba różnicować z demielinizacjami, depresją, nerwicą, zespołami paranowotworowymi, infekcjami bakteryjnymi centralnego układu nerwowego, chorobami prionowymi) pozwala na utrzymanie dłuższej sprawności dzięki szybkiemu włączeniu leczenie objawowego (innego nie ma) oraz rehabilitacji.

Podobnie jest z upadkami i niedoskonałymi wciąż jeszcze metodami mierzenia ciśnienia krwi przez inteligentne zegarki oraz opaski. W oznaczanie tego parametru krążenia krwi przez ogólnodostępne akcesoria elektroniczne jeszcze nie wierzę do końca, aczkolwiek sądzę, że w ciągu kilku lat uda się stworzyć takie rozwiązanie, które będzie korespondować ze skutecznością atestowanych ciśnieniomierzy. A uwierzcie mi, nagłe spadki ciśnienia, upadki tuż po pionizacji to bardzo ważne objawy chorób neurodegeneracyjnych, a w szczególności parkinsonizmów atypowych (hipotonia ortostatyczna, stwierdzona dysautonomia (dysfunkcja układu autonomicznego sterującego ciśnieniem krwi, potliwością, czynnościami następującymi bez woli chorego) przy okazji występujących objawów parkinsonowskich, móżdżkowych to mocna sugestia zespołu parkinsonizm-plus. Istnieje także izolowany wariant neurodegeneracyjnej dystautonomii (Pure Autonomic Failure – czysta niewydolność autonomiczna), który występuje bez innych objawów – nierzadko jednak przeradza się w coś znacznie groźniejszego.

Apple Watch Series 4 zegarek

Odejdźmy od neurodegeneracji – co z chorobami układu krążenia?

Wczoraj pisałem dla Was o przypadku z Richmond: Apple Watch Series 4 uratował życie 46-letniego mężczyzny wstępnie stwierdzając u niego migotanie przedsionków. Udawszy się do lekarza, potwierdzono tę przypadłość i uchroniono człowieka od potencjalnego udaru, nagłej śmierci sercowej lub zawału. Bohater tej historii nie odczuwał żadnego istotnego dyskomfortu związanego z tym objawem: nie miał mroczków przed oczami, nie męczył się zbyt szybko i nie mdlał. Zwyczajnie żył z bombą zegarową w organizmie i gdyby nie zegarek lub przypadkowe badanie w tym kierunku, najpewniej dowiedziałby się o niej w krytycznym momencie.

Wszystko to stało się po tym, jak Apple udostępniło dla zegarków Watch Series 4 funkcję „elektrokardiogramu”. Oczywiście, trzeba ją traktować nieco z przymrużeniem oka – nie jest to bowiem szeroko uznawane w środowisku medycznym narzędzie służące do diagnozowania chorób serca. Może być jednak wykorzystane do alarmowania użytkownika o potencjalnych zagrożeniach zdrowia. Wcześniej mechanizm alarmowy w Apple Watchu prawdopodobnie uratował życie młodego mężczyzny, który upadł w domu – dzięki zautomatyzowanej procedurze w zegarku był w stanie wybrać numer do bliskiej osoby, która pomogła mu w tej trudnej sytuacji.

Udary można nazwać „interdyscyplinarną” medycznie sytuacją, w której albo dochodzi do niedokrwienia mózgu albo do rozległego krwotoku, które skutkują uszkodzeniem struktur tego organu. Cerebrotech Medical Systems tworząc własne rozwiązanie z grona urządzeń ubieralnych brało pod uwagę to, jak istotny jest czas w takich wypadkach. Włączenie skutecznego leczenia w trakcie 24 godzin jest uznawane za standard: w idealnych warunkach, wszystko powinno się „zamknąć” w ciągu godziny. Ale udary są bardzo podstępne i choć istnieje szeroka edukacja społeczeństwa w zakresie rozpoznawania apopleksji, zdarza się, że nie udaje się szybko jej zdiagnozować. Pacjent jest narażony wtedy na ogromne deficyty neurologiczne, a jeśli leczenie będzie nieskuteczne lub nie zostanie wdrożone: najpewniej umrze.

Nie jest to rzecz, którą ubierzesz rano i możesz być spokojny o udary – za pomocą typowych rozwiązań z kręgu wearables trudno będzie zdiagnozować udar. Ale Cerebrotech Medical Systems charakteryzuje się większą skutecznością w diagnozowaniu udarów niż typowe procedury medyczne (badanie fizykalne przez ratownika / ocena typowych objawów przez laika). Nakładany na głowę „hełm” wysyła fale radiowe o niskiej częstotliwości przeszywające mózg i analizuje wszelkie zmiany sygnału. Te najczęściej odbywają się po natrafieniu na aberracje spowodowane udarem (przesunięcia struktur, obszary wypełnione płynem). Cerebrotech Visor, bo tak nazywa się ten hełm może pochwalić się 92-procentową skutecznością w diagnozowaniu takich przypadłości i na pewno przyspiesza kolejne procedury medyczne związane z ich leczeniem.

Wróćmy jednak do urządzeń ubieralnych oraz IoT. Celowo rozszerzam ten krąg o jeszcze jedną klasę urządzeń, by zaproponować również eksploatowane możliwości takiego połączenia. Na pewno wiecie jak „wygląda” chrapanie i zapewne znacie kogoś, kto donośnie chrapie. Ale dlaczego chrapie? Czasami jest to spowodowane wadą górnych dróg oddechowych. Czasami jest to efekt refluksu żołądkowo – przełykowego. Nieprawidłowości w budowie krtani, uszkodzenie strun głosowych, guzy w tej okolicy, a także choroby neurologiczne mogą powodować tego typu zaburzenia, z obturacyjnym bezdechem sennym włącznie. Opaski są rzadko wyposażane w mikrofony, ale zegarki to już zupełnie inna liga: naukowcy sprawdzają jak ich sensory mogą pomóc w rozpoznawaniu konkretnych, niebezpiecznych stanów dla ludzkiego zdrowia. Szczególnym przypadkiem oddechowych zaburzeń snu jest późna laryngomalacja (stridor oddechowy występujący w okresie dorosłym – świszczący, wysoki dźwięk najczęściej w trakcie wdechu: spowodowany albo przeszkodą w krtani albo uszkodzeniem przewodnictwa nerwowego w tej okolicy) – ta z kolei jest stanem sugerującym bardzo poważne schorzenie i przyjmuje się, że wymaga szybkiej interwencji. Stridor oddechowy, pojawiający się szczególnie w nocy jest dopasowywany do… neurodegeneracji. Tę działkę też eksploatuje się na polu naukowym.

Sprzęty ubieralne, IoT mogą w stanie wstępnie „rozpoznawać” konkretne symptomy i za pomocą machine learningu składać je w jedną całość. Już teraz mówi się, że AI, machine learning to diagności idealni: bazujący na ogromnych ilościach danych, niepodatni na współczucie, brutalnie obiektywni i zaskakująco skuteczni. To, co może umknąć zwykłemu lekarzowi, najpewniej uda się wziąć pod uwagę takiemu mechanizmowi, który zbierze wyniki badań, objawy w jedną całość i zaproponuje kilka możliwych wyjaśnień.

Pokazywałem Wam niedawno aplikację Ada, która za pomocą takich właśnie mechanizmów proponuje rozwiązania problemów medycznych na podstawie wprowadzonych przez użytkownika objawów. Konwersacyjny model aplikacji, a także inteligentna funkcja „dopytywania” o objawy różnicujące konkretne jednostki chorobowe pozwala na uzyskanie bardzo celnej odpowiedzi na pytanie: co mi jest. I tak właśnie, wprowadzając objawy typowe dla MSA (zanik wieloukładowy), Ada „wypluwa” właśnie MSA. A jest to cholernie trudna do zdiagnozowania choroba, właściwie bardzo rzadko w Polsce dochodzą do niej mniej renomowane ośrodki lecznicze. Problemem jest częstość występowania tego schorzenia na poziomie 1,5 – 4,5 / 100 000 osób.

Ada multiple system atrophy

Nieświadomość (nie) jest błogosławieństwem

Załóżmy, że aktualnie na coś chorujecie, ale jesteście jeszcze bezobjawowi. Na pewno jednak Wasz stan zmieni się… dajmy na to za 10 lat. Chcielibyście o tym wiedzieć? Wiele pewnie zależy od tego, czy jest to choroba, którą można leczyć, prawda? W przypadku absolutnie nieuleczalnych na razie pacjentów nieświadomość byłaby zapewne lepsza. Biorąc jednak pod uwagę możliwość monitorowania postępu niektórych chorób oraz szybkiego włączenia leczenia objawowego / rehabilitacji, warto walczyć o „świadomość”, jakkolwiek by ona smutna nie była.

Istotnym problemem jest jednak przechowywanie takich informacji o użytkownikach. Dajmy na to – zegarek połączony z machine learningową infrastrukturą od jakiegoś czasu zbiera dane o naszym stanie zdrowia: są one niepokojące, ale jeszcze nie na tyle, by wszczynać alarm. O ile będą one przechowywane bezpiecznie i ich administratory będą podchodzić do nich w sposób uczciwy: nic złego nie powinno się stać. Trzeba zawsze brać jednak najgorszy możliwy scenariusz, w którym dobierają do nich inne firmy, a nawet jednostki organizacyjne państwa. Nie istnieją jeszcze dokładne protokoły postępowania z takimi danymi medycznymi, choć raczej każdy by chciał, żeby działało to głównie z korzyścią dla użytkownika. Czyli – bez obaw o to, że dostęp do informacji uzyska ktoś niepowołany.

Profilaktyka pewnych stanów za pomocą mechanizmów predykcyjnych, w których dane są zbierane za pomocą urządzeń ubieralnych lub IoT (a dlaczego inteligentny głośnik miałby nie analizować dźwięków w trakcie snu użytkownika?) to jeszcze raczkujące działki, ale efekty ich działania widać już teraz. Przypadki z Apple Watchem, a także starania naukowców zwracają uwagę na nieuchronne, korzystne dla nas zmiany w ciągu najbliższych lat. I choć o pewnych sprawach pewnie wolelibyśmy nie wiedzieć: z punktu widzenia naszego zdrowia nieświadomość nie wróży niczego dobrego.