یک نرم افزار مبتنی بر بینایی کامپیوتری، نظارت بر دیابت را آسان تر می کند

13نوامبر 2020- یک فناوری بینایی کامپیوتری که توسط مهندسان دانشگاه کمبریج توسعه یافته است اکنون به یک برنامه ی رایگان تلفن همراه برای نظارت منظم بر میزان قند خون افراد دیابتی تبدیل شده است.

این برنامه از تکنیک های بینایی کامپیوتری، برای خواندن و ضبط سطح قند خون، زمان و تاریخ نمایش آن از روی یک صفحه ی گلوکومتر معمولی از طریق دوربین تلفن همراه استفاده می کند. این فناوری که نیازی به اتصال به اینترنت یا بلوتوث ندارد، برای هر نوع گلوکومتر، در هر جهت و در انواع مختلفی از شدت روشنایی کار می کند. همچنین به کاهش مواد زائد از طریق بی نیاز شدن به تعویض گلوکومترهای بدون بلوتوث با کیفیت کمک کرده و این یک راه حل مقرون به صرفه برایNHS است.

محققان کمبریج با همکاری شرکت انگلیسی اندازه گیری قند خون GlucoRx،این فناوری را به یک برنامه ی رایگان تلفن همراه به نامGlucoRx Vision تبدیل کرده اند که اکنون در فروشگاهApp Apple  و فروشگاهGoogle Play در دسترس است.

برای استفاده از این برنامه، کاربران به سادگی از صفحه ی گلوکومتر خود با دوربین موبایل عکس می گیرند و نتایج به طور خودکار از روی صفحه ی گلوکومتر خوانده و ضبط می شود، بدین ترتیب امکان نظارت بسیار ساده بر سطح قند خون را در یک بازه ی زمانی توسط والدین، مراقبان و پزشکان فراهم می کند.

علاوه بر دستگاه های گلوکومتر که افراد دیابتی روزانه برای اندازه گیری قند خون خود از آنها استفاده می کنند، بسیاری از انواع دیگر دستگاه های اندازه گیری دیجیتال در بخشهای پزشکی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال، بسیاری از این دستگاه ها هنوز از اتصال بی سیم برخوردار نیستند، بنابراین اتصال آنها به برنامه های ردیابی تلفنی، اغلب به وارد کردن داده ها بصورت دستی نیاز دارد.

دکتر جیمز چارلز از گروه مهندسی کمبریج گفت: این دستگاه های اندازه گیری کاملاً خوب کار می کنند، بنابراین ما نمی خواهیم آنها را فقط به دلیل عدم اتصال بی سیم به محل دفن زباله ارسال کنیم. ما می خواستیم راهی برای رتروفیت[1] کردن آنها با روشی ارزان و سازگار با محیط زیست با استفاده از یک برنامه تلفن همراه پیدا کنیم.

دکتر چارلز علاوه بر علاقه به حل این چالش از نظر مهندسی، علاقه ی شخصی نیز به این مسئله داشت. وی به دیابت نوع 1 مبتلا است و لازم است روزانه ده بار قند خون خود را اندازه گیری و سپس هر خوانش را به صورت دستی وارد یک برنامه ردیابی کند تا به او در تعیین میزان انسولین مورد نیاز برای تنظیم سطح قند خونش کمک کند.وی گفت: با قصدی كاملاً خودخواهانه، این چیزی بود كه من واقعاً می خواستم توسعه دهم.

پروفسور Cipolla، همچنین از گروه مهندسی، گفت: ما چیزی می خواستیم كه كارآمد، و برای استفاده سریع و آسان باشد. دیابت می تواند بر روی بینایی تأثیر بگذارد و یا حتی منجر به کوری شود، بنابراین ما برای افرادی که کاهش بینایی دارند استفاده از این برنامه را آسان کردیم.

فناوری بینایی کامپیوتری که پشت برنامه یGlucoRx قرار دارد، از دو مرحله تشکیل شده است. ابتدا صفحه ی دستگاه گلوکومتر را شناسایی می کند. محققان از یک تصویر آموزشی واحد استفاده کرده و آن را با پس زمینه های تصادفی، به ویژه پس زمینه هایی که افراد در آن قرار دارند، تقویت نمودند. این به شما کمک می کند تا هنگامی که چهره کاربر در صفحه گوشی منعکس می شود، از قدرت سیستم اطمینان حاصل کنید.

مرحله ی دوم، یک شبکه عصبی به نامLeDigit هر رقم روی صفحه را تشخیص می دهد و آن را می خواند. این شبکه با داده های مصنوعی تولید شده توسط کامپیوتر آموزش داده می شود و از برچسب زنی پر فشار بر داده ها که معمولاً برای آموزش شبکه عصبی مورد نیاز است، بی نیاز است.

دکتر چارلز گفت: از آنجایی که فونت موجود در این دستگاههای سنجش قند خون، دیجیتالی است، آموزش شبکه عصبی برای شناسایی بسیاری از ورودی های مختلف و سنتز داده ها آسان است. این باعث می شود کار با تلفن همراه بسیار کارآمد باشد.

پروفسور Cipolla، گفت: مهم نیست که گلوکومتر در کدام جهت قرار دارد- ما آن را در انواع جهت ها، دیدگاه ها و میزان مختلفی از روشنایی آزمایش کردیم. برنامه پس از خواندن اطلاعات به لرزش در می آید، بنابراین در صورت انجام صحیح، کاربر سیگنال واضحی دریافت می کند. این سیستم در طیف وسیعی از انواع مختلف گلوکومترها با دقت خوانش نزدیک به 100٪ دقیق عمل می کند.

محققان علاوه بر دستگاه اندازه گیری قند خون، سیستم خود را بر روی انواع مختلف سنجشگرهای دیجیتال مانند دستگاه های اندازه گیری فشار خون، ترازوی آشپزخانه و ترازوی اندازه گیری وزن بدن نیز آزمایش کردند. محققان همچنین اخیراً نتایج خود را در سی و یکمین کنفرانس ماشین بینایی انگلیس ارائه داده اند.

شرکتGluco-Rx  ، در ابتدا در سال 2018 به تیمCipolla مراجعه کرد تا یک راه حل مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست برای مشکل دستگاه های اندازه گیری قند خون غیر متصل ایجاد کند، و پس از اینکه نشان داده شد که این فن آوری به اندازه ی کافی قوی هست، این شرکت با محققان کمبریج برای توسعه ی این برنامه قرار داد همکاری امضا کرد.

کریس چاپمن، مدیر عامل GlucoRx، گفت: ما در همکاری با دانشگاه کمبریج روی این راه حل منحصر به فرد کار کرده ایم که به تغییر مدیریت دیابت کمک خواهد کرد. ما به زودی این راه حل را در دسترس بیش از 250،000 بیمار خود قرار خواهیم داد.

دکتر چارلز، که از این برنامه برای ردیابی سطح گلوکز خود استفاده می کند، گفت: این برنامه کل روند کار را برای من آسان کرده است. اکنون فراموش کرده ام که وارد کردن اعداد قند خون به صورت دستی چگونه بود، اما می دانم که نمی خواهم به عقب برگردم. چند مورد در این سیستم وجود دارد که هنوز هم می توانند حتی بهتر شوند، اما من در کل از نتیجه بسیار خوشحالم.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2020-11-vision-app-easier-diabetes.html