Aplikacja rozszyfrowująca żywność do obliczania CHO
Niektóre etykiety spożywcze podają informacje na temat zawartości węglowodanów w produkcie, a inne ich nie zawierają. W obydwu przypadkach zakupy, gotowanie i prawidłowa ocena wynikowego zapotrzebowania na insulinę pozostaje prawdziwym utrapieniem dla diabetyków, mimo licznych przewodników i strategii, jakie można znaleźć w Internecie. Sytuacja może się niedługo zmienić, dzięki kilku stuknięciom palca w ekran smartfona. Czy kiedykolwiek mieliście ochotę albo ulegliście pokusie zrobienia zdjęcia apetycznej potrawie w wykwintnej restauracji? Partnerzy wspartego ze środków UE projektu GoCARB (Type 1 Diabetes Self-Management and Carbohydrate Counting: A Computer Vision based Approach) proponują, aby weszło to w nawyk, który może zmienić jakość życia osób chorujących na cukrzycę. Na podstawie zwykłego zdjęcia potrawy aplikacja GOCARB jest w stanie pozyskać precyzyjne informacje o ilości zawartych w niej węglowodanów (CHO). „W typowym scenariuszu użytkownik umieszcza przedmiot referencyjny wielkości karty kredytowej obok potrawy i robi za pomocą smartfona dwa zdjęcia. Pierwsze zdjęcie wykonywane jest znad talerza w odległości 30-40 cm, a drugie około 20 stopni od pionowej osi przebiegającej przez środek potrawy” – wyjaśnia dr Stavroula Mougiakakou, która koordynowała prace nad projektem z ramienia Uniwersytetu w Bernie. „Różne składniki dania znajdujące się na talerzu są automatycznie wykrywane, segmentowane i rozpoznawane przy jednoczesnej rekonstrukcji ich trójwymiarowego kształtu. Na podstawie kształtu, wyników segmentacji i przedmiotu referencyjnego szacowana jest objętość każdego ze składników. Na koniec zawartość CHO jest obliczana za pomocą bazy danych żywieniowych na podstawie rodzaju i objętości żywności”. GOCARB może całkowicie odmienić życie chorych na cukrzycę, którzy codziennie muszą kilkakrotnie szacować dawkę insuliny posiłkowej, która jest niezbędna do skompensowania wpływu posiłku, jaki ma zostać spożyty. „Wyniki najnowszych badań pokazały, że znacząca liczba dorosłych chorych na cukrzycę typu 1 nieodpowiednio szacuje dawkę insuliny posiłkowej, nawet osoby o największym doświadczeniu” – zauważa dr Mougiakakou. „Przeprowadzanie tych szacunków to złożone i czasochłonne zadanie, które uzależnione jest od zawartości węglowodanów w spożywanym posiłku, przedposiłkowego stężenia glukozy, współczynnika insulina/CHO, wrażliwości insulinowej oraz insuliny już obecnej w organizmie chorego. Nieprecyzyjne obliczenie CHO może doprowadzić do niedoszacowania lub przeszacowania insuliny posiłkowej, co z kolei doprowadzi do niefizjologicznej poposiłkowej hiper- lub hipoglikemii oraz nieodpowiedniej kontroli glikemii. Badania kliniczne pokazały, że niedokładność ±20 g w obliczeniach CHO ma istotny wpływ na glikemię poposiłkową”. Mimo iż aplikacja – pod nazwą m-Health – nie jest jeszcze ogólnodostępna, jej dokładność i łatwość obsługi już została sprawdzona przez 19 dorosłych wolontariuszy cierpiących na cukrzycę typu 1. Sześć potraw złożonych z różnych składników podały stołówki Szpitala Uniwersyteckiego w Bernie każdemu z wolontariuszy, którzy zostali poproszeni o obliczenie zawartości CHO w każdym z posiłków, przed powtórzeniem całej procedury z wykorzystaniem GoCARB. Na koniec każdej sesji badani wypełniali kwestionariusz, w którym opisywali swoje wrażenia dotyczące korzystania z aplikacji. „Badania przedkliniczne wykazały, że system jest w stanie oszacować zawartość CHO w posiłku z większą precyzją niż chorzy. Co więcej, według opinii uczestników badań system jest łatwy w użyciu, nawet dla osób nieposługujących się smartfonem” – stwierdziła dr Mougiakakou. Przy opracowywaniu systemu GOCARB przyjęto wymóg marginesu błędu poniżej 20 gram i minimum interakcji z użytkownikiem. Umożliwił to zbiór ponad 5 000 zdjęć, które przedstawiają szeroką gamę niepakowanej, środkowoeuropejskiej żywności o różnych kształtach. Jedyne założenia przyjęte w systemie są takie, że talerz jest okrągły, składniki dania nie są zasłonięte i że na zdjęciu jest tylko jeden talerz. Wykraczanie poza cukrzycę Zespół sprawdza teraz skuteczność systemu w kontrolowaniu glikemii. Badania kliniczne są prowadzone w Szpitalu Uniwersyteckim w Bernie pod kierunkiem Wydziału Endokrynologii, Cukrzycy i Żywienia Klinicznego. Biorą w nich udział osoby cierpiące na cukrzycę typu 1 poddane terapii pompą insulinową ze zintegrowanym czujnikiem pomiaru. „Z niecierpliwością i wielkim zaciekawieniem oczekujemy na wyniki badań” – stwierdziła z entuzjazmem dr Mougiakakou. Czy są plany wprowadzenia systemu na rynek? „Tworzymy akademicką grupę badawczą, więc naszym nadrzędnym priorytetem jest optymalizacja algorytmów, na których opiera się system, aby zwiększyć jego precyzyjność” – zauważa dr Mougiakakou. „Kwestię przekształcenia opracowanego prototypu w produkt już przedyskutowaliśmy z naszymi partnerami przemysłowymi i klinicznymi. Podejmiemy się tego zadania, kiedy zyskamy przekonanie, że nasz system spełnia potrzeby użytkowników. Zważywszy na obcujące wyniki, jakie do tej pory uzyskaliśmy, jestem optymistką i myślę, że stanie się to w niedalekiej przyszłości”. Dr Mougiakakou jest również świadoma potencjału aplikacji, który wykracza poza cukrzycę. Mogłaby powstać podobna aplikacja do obliczania kalorii albo rozpoznawania składników wywołujących alergię. „Coś takiego z pewnością byłoby możliwe. Szacowanie innych makroskładników odżywczych i kalorii ma istotne znaczenie nawet dla samodzielnego zarządzania cukrzycą, gdyż jest coraz więcej dowodów na to, że tłuszcze i białka mogą mieć wpływ na profil glukozy. Rozszerzenie systemu na szersze spektrum żywieniowe mieści się zatem zdecydowanie w naszych przyszłych planach”. GOCARB Dofinansowanie z programu szczegółowego LUDZIE 7PR. Koordynatorem jest Uniwersytet w Bernie, Szwajcaria. Witryna projektu
Kraje
Szwajcaria