Hogyan forradalmasítja a mesterséges intelligencia a cukorbetegség diagnózisát

A cukorbetegség kritikus globális egészségügyi kihívást jelent. 2025-ben világszerte 589 millió felnőtt él cukorbetegséggel, ám több mint 252 millióan (≈42%) nincsenek diagnosztizálva. Az Egyesült Államokban körülbelül 37 millió felnőtt cukorbeteg, és minden ötödik eset rejtve marad. A hagyományos szűrőmódszerek – mint az éhomi vércukor vagy HbA1c laborvizsgálatok – klinikai látogatást igényelnek, és gyakran nem ismerik fel a korai stádiumú betegséget. Az MI-alapú diagnosztikai eszközök most gyorsabb, olcsóbb és nem invazív alternatívát kínálnak a kockázatos egyének azonosítására még a tünetek megjelenése előtt.

Hagyományos diagnózis vs MI alapú felismerés

A cukorbetegség hagyományos diagnózisa vérvizsgálatokon alapul, amelyeket klinikai környezetben végeznek. A HbA1c és a glükóz tolerancia tesztek megerősítik, hogy a betegek megfelelnek-e a diagnosztikai küszöbértékeknek, de gyakran nem képesek észrevenni az anyagcsere-zavar finom jeleit. Ezzel szemben az MI rendszerek képesek felismerni azokat a rejtett mintázatokat, amelyeket a hagyományos laborok figyelmen kívül hagynak.

Egy MI modell, amely viselhető glükózadatokat, étrendet és mikrobiom-információkat használ, képes lehet jelezni a cukorbetegség korai kockázati jeleit, amelyeket a standard HbA1c tesztek esetleg nem észlelnek.

— Scripps Kutatóintézet tudósai

Két beteg azonos HbA1c értékekkel jelentősen eltérő anyagcsere-kockázatokkal rendelkezhet. Az MI a gazdag, többdimenziós adatok – például a glükózcsúcsok és az éjszakai glükóztrendek – integrálásával sokkal árnyaltabb anyagcsere-értékelést nyújt az orvosoknak, mint bármely egyetlen laborérték.

Viselhető eszközök és nem invazív szenzorok

Az MI-vel támogatott viselhető és szenzoros eszközök forradalmasítják a cukorbetegség szűrését, lehetővé téve a gyors, könnyen hozzáférhető vizsgálatot tűk vagy klinikai látogatás nélkül. Ezek az innovációk légzés, fény és videóelemzés révén mérik a biomarkereket.

Légzésérzékelő technológia

A Penn State kutatói kifejlesztettek egy lézer-gráfén légzésérzékelőt, amely az aceton jelenlétét méri a kilélegzett levegőben – a cukorbetegség biomarkere. Ha az aceton szint meghaladja az ~1,8 ppm-et, az eszköz cukorbetegséget vagy prediabéteszt jelez. Az eredmények perceken belül elérhetők egy egyszerű légzésmintával, vérvétel nélkül.

Okostelefonos szűrés

Egy 2019-es Stanford tanulmány egy népszerű pulzusmérő alkalmazást (Azumio Instant Heart Rate) alakított át cukorbetegség szűrővé. Az okostelefon zseblámpájának ujjra irányításával és a kamera fotopletizmográfiás (PPG) jelének elemzésével az MI érzékelte a véráramlás finom változásait, amelyeket a megemelkedett glükózszint okoz:

Kapcsolat nélküli videódiagnosztika

Japán kutatók egy kapcsolat nélküli módszert fejlesztettek ki, amely a magas sebességű arc- és kézvideó segítségével rögzíti a mikroszkopikus véráramlás-ingadozásokat. Egy mélytanuló modell elemezte ezeket a finom érrendszeri változásokat, hogy magas vérnyomás és cukorbetegség szűrésére használható legyen. Az MI "nagy pontossággal felismerte a cukorbetegség esetek túlnyomó többségét" pilot vizsgálatokban, teljesen érintésmentes szűrési módszert kínálva, amely végül akár egy kamera nézésével is elvégezhető lehet.

Retinaképalkotás és MI

A retina egyedülálló betekintést nyújt a szisztémás érrendszeri egészségbe és az anyagcsere-zavarokba. Az MI-vel támogatott retinaelemzés most már képes diagnosztizálni a cukorbetegséget – néha még mielőtt a betegek tudatában lennének állapotuknak –, finom érrendszeri változásokat észlelve, amelyeket az emberi vizsgálat nem mutat ki.

Mélytanulás fundus képeken

Egy mélytanuló modell, amely szemfenéki fényképeken tanult, ~0,86-os AUC értéket ért el a cukorbetegek és nem cukorbetegek megkülönböztetésében, még azoknál a szemeknél is, amelyek nem mutatnak nyilvánvaló diabéteszes retinopátia jeleket. Az MI azonosította azokat a mikroszkopikus érrendszeri elváltozásokat, amelyeket a klinikusok nem tudnak észlelni a hagyományos vizuális ellenőrzéssel.

Okostelefonos retina szkennelés

Egy új MI retina alkalmazás (SMART) kevesebb mint egy másodperc alatt feldolgozza az okostelefon kamerájának képeit, és 99%-os pontossággal azonosítja a diabéteszes szembetegséget. Ez a áttörés lehetővé teszi:

• Szűrést alapellátó orvosok számára erőforrás-korlátozott környezetben
• Önszűrést kockázatos egyének számára otthon vagy gyógyszertárban
• Globális hozzáférést a cukorbetegség felismeréséhez minimális költséggel

Az MI jövője a cukorbetegség szűrésében

Átmenetben vagyunk egy átalakító korszakba, amelyben a gyors, MI-vel támogatott cukorbetegség szűrés válik meghatározóvá. A gépi tanulási modellek, viselhető eszközök és mobilalkalmazások most már képesek azonosítani a cukorbetegség kockázatát különféle adatforrásokból – folyamatos glükózmintázatok, demográfiai kérdőívek, retinaképek, légzési biomarkerek és még sok más. Ezek az eszközök kiegészítik, nem helyettesítik a klinikai ítéletet, lehetővé téve a korábbi triázst és beavatkozást.

A korai felismerés sürgőssége

A nemzetközi egészségügyi hatóságok hangsúlyozzák a kritikus cselekvési szükségletet. A 2025-ös IDF Diabetes Atlas figyelmeztet, hogy "a cukorbetegek több mint 4 a 10-ből még nincs diagnosztizálva", és "merészebb lépésekre" szólít fel a korai felismerés terén. Az MI-alapú szűrés ennek a válasznak az alapköve. A betegség korábbi azonosításával ezek az eszközök lehetővé teszik az időben történő életmódváltást vagy gyógyszeres kezelést, megelőzve a súlyos szövődményeket és életet mentve.

Főbb tanulságok

• Az MI felismeri a cukorbetegség mintázatait, amelyeket a hagyományos laborvizsgálatok nem
• A viselhető eszközök és szenzorok nem invazív, gyors szűrést tesznek lehetővé
• Az okostelefonos és retinaképalkotó alkalmazások globálisan demokratizálják a hozzáférést
• A korai MI-alapú felismerés időben történő beavatkozást és megelőzést tesz lehetővé
• Ezek az eszközök kiegészítik, nem helyettesítik a klinikai ítéletet

Összefoglalva: Az MI gyorsabbá, könnyebbé és szélesebb körben elérhetővé teszi a cukorbetegség diagnózisát. A légzésanalizátoroktól és okostelefonos alkalmazásoktól a fejlett retinaelemzésig a cél az, hogy megtaláljuk a cukorbetegséget, mielőtt az megtalál minket. Ahogy ezek az MI eszközök fejlődnek és szabályozói jóváhagyást kapnak, a rutinszerű cukorbetegség szűrés hamarosan olyan egyszerűvé válhat, mint egy készülékbe fújni vagy egy szemfotót készíteni – reményt adva arra, hogy kevesebb eset marad rejtve.