Cukrinis diabetas ilgą laiką buvo suskirstytas į dvi kategorijas – 1 tipo, kuris dažnai pasireiškia vaikystėje, arba 2 tipo, kuris yra susijęs su nutukimu ir paprastai išsivysto vėliau. Tačiau mokslininkai sužinojo, kad ne visi pacientai, sergantys 2 tipo cukriniu diabetu, yra vienodi, o kai kurių pacientų kūno svoris, atsiradimo amžius ir kitos savybės skiriasi.
Dabar Stanfordo medicinos mokslininkai sukūrė dirbtiniu intelektu pagrįstą algoritmą, kuris naudoja duomenis iš nuolatinių gliukozės kiekio kraujyje monitorių, kad išanalizuoti tris iš keturių dažniausiai pasitaikančių 2 tipo diabeto potipių.
„Tai priemonė, kuria žmonės gali imtis prevencinių priemonių. Pavyzdžiui, jei lygis įspėja apie diabetą, galima pakoreguoti mitybos ar mankštos įpročius”, – sakė genetikos profesorius Michaelas Snyderis. studija. Snyderis yra Stanfordo W. Aschermanas, medicinos mokslų daktaras, FACS genetikos profesorius.
Maždaug 13% JAV gyventojų, apie 40 milijonų žmonių, buvo diagnozuotas cukrinis diabetas, o 98 milijonai turi prediabetą, todėl plačiai prieinama technologija, tiksliai nustatanti diagnostikos detales, pakeistų diabeto priežiūrą, sakė Snyderis.
„Dauguma žmonių, sergančių cukriniu diabetu, turi 2 tipą, ir jie tiesiog vadinami „2 tipo“, – sakė endokrinologijos profesorė, medicinos mokslų daktarė Tracey McLaughlin. „Tačiau tai yra sudėtingiau, be to, yra įvairių pagrindinių fiziologijų, kurios lemia šią būklę.”
Vis labiau stengiamasi suskirstyti 2 tipo diabetą, kuris sudaro 95 % visų diabeto atvejų, siekiant geriau suprasti kitų susijusių ligų, pvz., širdies ir kraujagyslių, inkstų, kepenų ar akių komplikacijų, riziką ir nustatyti pagrindinę asmenų fiziologiją. ' diabetas. „Tai svarbu, nes priklausomai nuo jūsų tipo, kai kurie vaistai veiks geriau nei kiti“, – sakė McLaughlinas. „Mūsų tikslas buvo rasti labiau prieinamą būdą, kuriuo žmonės galėtų suprasti ir pagerinti savo sveikatą.
Ši technologija galėjo būti naudinga Snyderiui prieš daugelį metų, kai jis sužinojo, kad serga diabetu. „Sužinojęs, kad netrukus sirgsiu diabetu, padidinau raumenų masę, kuri yra vienas iš įprastų būdų, padedančių sumažinti cukraus kiekį kraujyje, tačiau tai neturėjo jokio poveikio. Taip yra todėl, kad tradiciškai nesu atsparus insulinui. “, – sakė jis. Jo 2 tipo diabeto įvairovė kyla dėl vadinamojo beta ląstelių trūkumo, o tai reiškia, kad ląstelės, gaminančios insuliną, neveikia taip, kaip turėtų.
Buvo paskelbtas dokumentas, kuriame išsamiai aprašomas tyrimas Gamtos biomedicinos inžinerija. McLaughlinas ir Snyderis yra vyresnieji autoriai. Ahmedas Metwally, mokslų daktaras, buvęs Stanfordo medicinos mokslų daktaras, dabar „Google“ mokslininkas, yra pagrindinis autorius.
Diabeto detalių apibūdinimas
Šiuo metu diabetas diagnozuojamas remiantis tik gliukozės kiekiu kraujyje ir gali būti atliktas paprasčiausiai paimant kraują. „Tačiau tie testai mažai atskleidžia apie aukštą cukraus kiekį kraujyje lemiančią biologiją“, – sakė McLaughlinas. „Norint suprasti fiziologiją, reikia atlikti medžiagų apykaitos testus tyrimų aplinkoje, tačiau testai yra sudėtingi ir brangūs ir nėra praktiški naudoti klinikoje.
Tačiau nuolatiniai gliukozės matuokliai, kuriuos galima įsigyti be recepto, gali nustatyti aukštą cukraus kiekį kraujyje ir surinkti išsamesnės informacijos apie jų metabolinę biologiją.
Insulinas, kasoje gaminamas hormonas, reguliuoja gliukozės arba cukraus kiekį kraujyje, skatindamas ląsteles jį absorbuoti ir naudoti kaip energiją. Jei kasa negamina pakankamai insulino, vadinamas insulino trūkumu, gliukozės kiekis kraujyje pakyla. Atsparumas insulinui, dažnas diabeto žymuo, atsiranda, kai ląstelės nereaguoja į insulino signalus, o tai taip pat lemia gliukozės kiekio kraujyje padidėjimą.
2 tipo diabetas taip pat gali atsirasti dėl inkretino – hormono, kurį žarnynas išskiria po valgio, skatinančio insulino sekreciją iš kasos, gamybos sutrikimo arba dėl atsparumo insulinui kepenyse. Kiekvienas iš šių keturių fiziologinių diabeto potipių gali reaguoti į skirtingus gydymo būdus.
Algoritmo testavimas
McLaughlinas ir Snyderis susimąstė, ar tokia įprasta programėlė kaip nuolatinis gliukozės matuoklis gali pateikti duomenis su paslėptais signalais, susijusiais su skirtingais diabeto potipiais. Prietaisas, kurį vartotojai pritvirtina prie žasto, realiu laiku matuoja cukraus kiekio kraujyje padidėjimą ir kritimą. Žmonėms, kurie geria gliukozės gėrimą, dažnai būna padidėjęs gliukozės kiekis kraujyje, tačiau tų šuolių lygis ir modelis skiriasi kiekvienam asmeniui.
Tyrime, kuriame dalyvavo 54 dalyviai, iš kurių 21 sirgo cukriniu diabetu, o 33 buvo sveiki, mokslininkai taikė dirbtinio intelekto algoritmą, kad nustatytų smailių ir nuosmukių modelius, atitinkančius skirtingus 2 tipo diabeto potipius.
Dalyviams, kurie naudojo nuolatinius gliukozės matuoklius, taip pat buvo atliktas geriamojo gliukozės kiekio tyrimas gydytojo kabinete.
„Žmonės į tai žiūrėjo dešimtmečius ir rado tam tikrus parametrus, rodančius atsparumą insulinui arba beta ląstelių disfunkciją, kurios yra pagrindinės diabeto priežastys“, – sakė McLaughlinas. „Tačiau dabar turime monitorius ir galite gauti daug išsamesnį gliukozės modelio vaizdą, kuris tiksliau numato šiuos potipius ir gali būti atliktas namuose.”
Lyginant su klinikiniais duomenimis ir kitais medžiagų apykaitos būklių biologiniais žymenimis, algoritmas – nesvarbu, ar taikytas nuolatinio gliukozės kiekio monitoriaus duomenims, ar duomenims iš kraujo paėmimo po gliukozės tolerancijos testo – numatė medžiagų apykaitos potipius, tokius kaip atsparumas insulinui ir beta ląstelių trūkumas. didesniu tikslumu nei tradiciniai medžiagų apykaitos tyrimai. Įrankis gali teisingai aptikti ir identifikuoti potipius maždaug 90 % laiko.
Prieinamumo išplėtimas
Be didesnės raiškos duomenų apie žmones, sergančius cukriniu diabetu arba prieš diabetą, monitoriaus naudojimas turi ir kitų privalumų. „Net jei žmogus, turintis atsparumą insulinui, nesuserga diabetu, vis tiek svarbu žinoti, – sakė McLaughlinas, – nes atsparumas insulinui yra įvairių kitų sveikatos būklių, tokių kaip širdies ir riebiųjų kepenų ligų, rizikos veiksnys.
McLaughlinas ir Snyderis planuoja toliau bandyti algoritmą su žmonėmis, kuriems diagnozuotas 2 tipo diabetas, ir tikisi, kad platus šios technologijos prieinamumas padidins prieigą prie priežiūros, net jei pacientai negalės atvykti pas gydytoją.
„Mes taip pat matome šią technologiją kaip vertingą sveikatos priežiūros priemonę žmonėms, kurie turi ekonominių problemų arba geografiškai izoliuoti ir negali naudotis sveikatos priežiūros sistema“, – sakė McLaughlinas.