Як штучний інтелект революціонізує діагностику діабету

Діабет є критичною глобальною проблемою охорони здоров’я. У 2025 році 589 мільйонів дорослих у світі мають діабет, але понад 252 мільйони (≈42%) залишаються недіагностованими. В США приблизно 37 мільйонів дорослих мають діабет, при цьому 1 з 5 випадків залишається непоміченим. Традиційні методи скринінгу — лабораторні тести, такі як рівень глюкози натще або HbA1c — вимагають відвідування клініки і часто пропускають ранні стадії захворювання. Діагностичні інструменти на базі ШІ тепер пропонують швидші, дешевші та неінвазивні альтернативи для виявлення осіб із ризиком до появи симптомів.

Традиційна діагностика проти інсайтів ШІ

Стандартна діагностика діабету базується на аналізах крові, проведених у клінічних умовах. Тести HbA1c та толерантності до глюкози підтверджують, чи відповідають пацієнти діагностичним критеріям, але часто не фіксують тонкі ознаки метаболічної дисфункції. Системи ШІ, навпаки, можуть виявляти приховані закономірності, які традиційні лабораторії пропускають.

Модель ШІ, що використовує дані носимих глюкометрів, харчування та мікробіому, може виявити ранні ознаки ризику діабету, які стандартні тести HbA1c можуть пропустити.

— Вчені Scripps Research

Двоє пацієнтів з однаковим рівнем HbA1c можуть мати кардинально різні метаболічні ризики. Інтегруючи багатовимірні дані — такі як патерни глюкозних сплесків і нічні тренди глюкози — ШІ надає клініцистам більш тонку оцінку метаболічного здоров’я, ніж будь-яке окреме лабораторне значення.

Носимі пристрої та неінвазивні сенсори

Носимі пристрої та сенсори з підтримкою ШІ революціонізують скринінг діабету, дозволяючи швидко і доступно тестувати без голок і відвідувань клініки. Ці інновації вимірюють біомаркери через аналіз дихання, світла та відео.

Технологія сенсорів дихання

Дослідники з Penn State розробили лазерно-графеновий сенсор для аналізу дихання, який виявляє ацетон у видихуваному повітрі — біомаркер діабету. Коли рівень ацетону перевищує ~1,8 ppm, пристрій сигналізує про діабет або предіабет. Результати доступні за хвилини після простого зразка дихання, без необхідності брати кров.

Скринінг на смартфоні

У 2019 році дослідження Стенфордського університету перетворило популярний додаток для вимірювання пульсу (Azumio Instant Heart Rate) на скринер діабету. Світло ліхтарика смартфона, спрямоване на палець, та аналіз фотоплетизмографічного (PPG) сигналу камери дозволили ШІ виявляти тонкі зміни кровотоку, спричинені підвищеним рівнем глюкози:

Безконтактна відеодіагностика

Японські дослідники розробили безконтактний метод, що використовує високошвидкісне відео обличчя та рук для фіксації мікроскопічних коливань кровотоку. Модель глибокого навчання аналізувала ці тонкі судинні зміни для скринінгу як гіпертонії, так і діабету. ШІ «точно виявив більшість» випадків діабету у пілотних дослідженнях, пропонуючи повністю безконтактний метод скринінгу, який згодом можна буде виконувати просто дивлячись у камеру.

Ретинальна візуалізація та ШІ

Сітківка ока дає унікальний погляд на системне судинне здоров’я та метаболічні порушення. Аналіз сітківки з підтримкою ШІ тепер може діагностувати діабет — іноді ще до того, як пацієнти усвідомлять свій стан — виявляючи тонкі судинні зміни, невидимі для людського огляду.

Глибоке навчання на зображеннях очного дна

Модель глибокого навчання, натренована на фотографіях очного дна, досягла AUC близько 0,86 для розрізнення людей з діабетом і без нього, навіть якщо на очах немає явних ознак діабетичної ретинопатії. ШІ виявив мікроскопічні судинні зміни, які клініцисти не можуть зафіксувати стандартним візуальним оглядом.

Сканування сітківки на смартфоні

Новий додаток ШІ для сітківки (SMART) обробляє зображення камери смартфона менш ніж за секунду і визначає діабетичні ураження очей з 99% точністю. Цей прорив дозволяє:

• Проводити скринінг у лікарів первинної ланки в умовах обмежених ресурсів
• Самостійно скринити ризикованих осіб вдома або в аптеках
• Забезпечити глобальний доступ до виявлення діабету для мільярдів людей за мінімальну вартість

Майбутнє ШІ у скринінгу діабету

Ми вступаємо у трансформаційний період швидкого скринінгу діабету з підтримкою ШІ. Моделі машинного навчання, носимі пристрої та мобільні додатки тепер можуть ідентифікувати ризик діабету з різноманітних джерел даних — безперервних патернів глюкози, демографічних опитувань, фотографій сітківки, біомаркерів дихання тощо. Ці інструменти доповнюють, а не замінюють клінічне судження, дозволяючи раніше проводити триаж і втручання.

Нагальність раннього виявлення

Міжнародні органи охорони здоров’я підкреслюють критичну необхідність дій. Атлас діабету IDF 2025 попереджає, що «понад 4 з 10 людей з діабетом ще не діагностовані» і закликає до «рішучіших дій» щодо раннього виявлення. Скринінг на базі ШІ є основою цієї відповіді. Виявляючи хворобу раніше, ці інструменти дозволяють вчасно впроваджувати зміни способу життя або медикаментозне лікування, запобігаючи серйозним ускладненням і рятуючи життя.

Основні висновки

• ШІ виявляє патерни діабету, які пропускають традиційні лабораторні тести
• Носимі пристрої та сенсори забезпечують неінвазивний, швидкий скринінг
• Додатки для смартфонів і ретинальна візуалізація демократизують доступ у світі
• Раннє виявлення з підтримкою ШІ дозволяє вчасно втручатися та запобігати
• Ці інструменти доповнюють клінічне судження, а не замінюють його

Підсумок: ШІ робить діагностику діабету швидшою, простішою та доступнішою. Від аналізаторів дихання і додатків для смартфонів до передового аналізу сітківки — мета полягає в тому, щоб знайти діабет раніше, ніж він знайде вас. Зі зростанням зрілості цих інструментів і отриманням регуляторного схвалення, рутинний скринінг діабету може стати таким же простим, як подих у пристрій або знімок ока — вселяючи надію, що менше випадків залишаться непоміченими.