Fuerscher fir AI-baséiert Pille ze kreéieren fir gastrointestinal Kriibs präzis ze diagnostizéieren

Eng Equipe gefouert vum University of Saskatchewan (USask) Fuerscher Khan Wahid gouf $ 250 ausgezeechent, 000 vun de federale New Frontiers in Research Fund fir eng nei Pille-Gréisst Kapsel ze kreéieren déi kënschtlech Intelligenz (AI) aktivéiert Senséiere benotzt fir gastrointestinal Kriibs a Blutungen fréier a méi präzis ze diagnostizéieren wéi de Moment méiglech ass.

Elo an der Prototyp Entwécklung, SmartCap ass en neit Generatioun Diagnosetool dat Mängel vun der 20 Joer aler drahtlose Kapsel Endoskopie Technologie adresséiert déi aktuell benotzt gi fir gastrointestinal Malignitéiten a Blutungen z'entdecken.

SmartCap ass fäeg Standuertspezifesch Donnéeën iwwer Tumoren a Blutungen ze generéieren déi zu enger méi grousser diagnostescher Genauegkeet resultéieren.

Mat engem eenzegaartegen Tracking System entwéckelt vum Wahid Team, Dokteren kënnen déi ganz intestinal Rees vun der Smart Kapsel präzis verfollegen wéinst klengen drahtlose "intelligenten" Biosensoren déi geziilte Biomarker (Krankheetsindikatoren) detektéieren an analyséieren a mat externen Apparater wéi engem Computer kommunizéieren.

"Dësen neien Tool kéint gastrointestinal Kriibs Iwwerliewensquote weltwäit verduebelen, "sot de Wahid, e Professer fir Elektresch a Computertechnik am USask College of Engineering. "Dëst ass déi éischt voll traceerbar 'intelligent' Pille fir geziilt Endoskopie (en net-chirurgesche Wee fir am Kierper ze kucken) deen dem Patient personaliséiert ka ginn."

D'Weltgesondheetsorganisatioun schätzt datt et 4,6 Millioune nei Fäll vu Magen-Darmkriibs an 3,3 Milliounen Zesummenhang Doudesfäll am Joer 2018. Ongeféier zwee Drëttel vun dëse Krebserkrankunge ginn an enger fortgeschratt Etapp festgestallt, awer mat fréiere Diagnosen a Behandlung, d'Iwwerliewensquote vu Patienten verduebelt bal op 83 Prozent.

Den New Frontiers in Research Programm bréngt Disziplinnen zesummen op net-traditionell Weeër fir nei Richtungen ze entdecken déi d'Grenze vun der Fuerschung drécken an e Potenzial fir e groussen Impakt hunn, "

Ënnert der Leedung vum Professer Wahid, dëse spannende biomedizinesche Ingenieursprojet fir eng verbessert Kriibsdiagnos klappt an déi innovativ a breetwäerteg Expertise vun eise talentéierte Fuerscher, verbesseren de Bäitrag dee mir maache fir grouss gesondheetlech Erausfuerderunge weltwäit unzegoen. "

Karen Chad, Vizepräsident Fuerschung, USask College vun Engineering

Och am Team sinn de Co-Principal Enquêteur Kiven Lukong, en Associé Professer fir Biochemie, Mikrobiologie an Immunologie, a Paul Babyn, Professer fir medizinesch Imaging, souwuel am College of Medicine, wéi och de Francis Bui, Associé Professer an Elektrotechnik a Computertechnik. Svetlana Yanushkevich vun der University of Calgary, en Expert am AI, schafft um Projet zesummen.

Wärend kabellos Kapsel Technologie mat klengen Kameraen de Moment déi eenzeg Optioun ass fir Biller am dräi bis 10 Meter laange Dënndarm ze maachen, aktuell Apparater kënnen net am Darm präzis verfollegt ginn, mécht et onméiglech fir Dokteren de Site vun engem Kriibs ze identifizéieren, Polyp, oder Blutungen.

Onfräiwëlleg Beweegunge vum Dënndarm maachen et weider schwéier de Fortschrëtt vun der Kapsel ze bestëmmen.

"Et ass wéi probéiert eppes am Däischteren ze verfollegen ouni Referenzpunkt, oder wou d'Referenzpunkte selwer sech konstant beweegen, "sot de Wahid." Duerfir gouf et keng Ännerung un der Hardware a Lokaliséierungssäit vun der drahtlose Kapsel Technologie an 20 Joer, och wann d'Bildqualitéit, drahtlose Iwwerdroung, diagnostesch Tools, a Software hunn all verbessert. "

Beim Design vum SmartCap, Dem Wahid säin Team hëlt eng "Lab-on-a-Chip" Approche-integréiert verschidde Laborfunktiounen abegraff Bluttprobe Analyse op engem eenzegen Chip.

Mat méi wéi duebel sou vill Batterie wéi konventionell drahtlos Kapselen, SmartCap's 24-Stonne Batteriekraaft mécht d'Detektioun méiglech bis zum Enn vun der Darmrees, mat verbesserte Resultater wéinst Low-Power Fluoreszenz Sensoren, multispektrale Lichtsensoren, a Lokalisatiounstechnologie-alles gëtt am Wahid Lab entwéckelt.

Déi u Bord Fluoreszenz Sensoren entdecken de Glanz vu spezielle Faarfstoffer, déi an e Patient injizéiert gi fir mat spezifesche Kriibszellen ze binden, de Kriibs a säi Standuert an Echtzäit z'identifizéieren. De multispektrale Sensorarray bestëmmt Hämoglobinkonzentratioun a Sauerstoffsättigung vum Blutt, deen duerch eng Notzung op der Kapsel leeft, andeems d'Faarf vum Blutt analyséiert gëtt, uginn ob d'Blutungen aktiv sinn, chronesch, oder e Klump. Deep Learning AI Technike gi benotzt fir d'Genauegkeet ze verbesseren.

Kleng Bildsensoren ugeschloss un d'Säitmaueren vun der Kapsel an "digital Bildkorrelatiounstechnologie"-geléint vun der Technik déi an enger optescher Computermaus benotzt gëtt fir seng Bewegung mam Cursor ze korreléieren-verfollegt d'Kapsel an Echtzäit. Eng kleng Eenheet fir d'Geschwindegkeet an d'Kapselorientéierung ze moossen liwwert Daten fir d'Lokaliséierung vun engem Tumor ze hëllefen.

Fir méiglech falsch Positiven ze eliminéieren, eng kleng Standardkamera ass integréiert, awer bleift meeschtens am Schlofmodus, aktivéiert nëmme wann den AI Chip eng Malignitéit verdächtegt.

D'Team huet ugefrot fir de multispektrale Array ze patentéieren, a plangt mat de Fluoreszenzerkennungs- a Lokalisatiounstechnologien ze verfollegen, wéi och d'SmartCap selwer.

"Wann dëst erfollegräich ass, Dir kënnt dës Technologie a villen aneren iessbare Sensor an Implantater benotzen, passt et souguer un fir ze benotzen am ënnerierdesche Biergbau a Bueraarbechten, oder an der Uelegindustrie fir Pipeline Leckagen z'entdecken a lokaliséieren, "sot de Wahid, deen erwaart e SmartCap Prototyp an zwee Joer prett ze hunn.

Den nächste Schrëtt ass en Industriepartner ze fannen fir z'investéieren fir dat neit Produkt op e drahtlose Kapsel Endoskopimarkt ze bréngen deen dëst Joer erwaart gëtt $ 650 Milliounen z'erreechen a séier mat der alternd globaler Bevëlkerung ze wuessen.

• Proximitéit zu natierlechen Ëmfeld profitéiert vu formel gefütterte Puppelcher Guttmikrobiom
• Studie verbënnt fermentéiert Geméisverbrauch mat enger gerénger COVID-19 Mortalitéit