Aplikacja na smartfony liczy węglowodany na podstawie obrazów potraw
Coraz częstsze występowanie cukrzycy w nowoczesnych społeczeństwach wymaga skutecznych interwencji, by złagodzić objawy i poprawić jakość życia chorych. Leczenie cukrzycy obejmuje dokładne liczenie spożywanych węglowodanów, co jednak nie jest łatwym zadaniem. Uczestnicy projektu im. Marii Skłodowskiej-Curie, dotyczącego partnerstwa i ścieżek rozwoju współpracy między przemysłem a uczelniami wyższymi, zorganizowali inicjatywę GOCARB (Type 1 diabetes self-management and carbohydrate counting: a computer vision based approach), której celem było zaprojektowanie zautomatyzowanego systemu do liczenia węglowodanów dla osób chorych na cukrzycę. System powinien mieć margines błędu mniejszy niż 20 gramów oraz wymagać minimalnej obsługi ze strony pacjenta. Koncepcja opiera się na wykonaniu dwóch zdjęć posiłku telefonem komórkowym. Następnie, dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu, następuje segmentacja, rozpoznanie i rekonstrukcja poszczególnych elementów posiłku na talerzu. Na podstawie obiektu referencyjnego szacowana jest objętość każdego z elementów, a zawartość węglowodanów obliczana według bazy danych substancji odżywczych. Informacje te pozwolą oszacować optymalną dawkę insuliny wymaganej do każdego posiłku. Badacze zebrali w zestawy danych wizualnych ponad 5000 obrazów żywności i zaprojektowali odpowiednie algorytmy podziału, rozpoznawania i określania objętości pokarmów, jak również określania masy zawartych w posiłku węglowodanów w gramach z wykorzystaniem baz danych składników odżywczych. Po walidacji technicznej, przedklinicznej i klinicznej prototyp ten okazał się bardzo obiecujący. Prototypu można używać do oceny obrazów półmisków, pojedynczych dań oraz pokarmów ukazanych w całości. W celu oceny użyteczności i skuteczności przeprowadzono randomizowane, skrzyżowane, pilotażowe badanie kliniczne. Dorośli wolontariusze z cukrzycą typu 1, korzystający z pompy insulinowej z czujnikiem, stosowali narzędzie GOCARB przez dwa tygodnie, aby określić jego użyteczność w radzeniu sobie z chorobą. Urządzenie GOCARB opatentowano i rozpropagowano na międzynarodowych konferencjach, warsztatach oraz w ramach publikacji w czasopismach dla społeczności technologii cukrzycy oraz inżynierii biomedycznej. Dodatkową korzyścią byłoby poszerzenie użyteczności aplikacji o większy zakres składników pokarmowych, tak aby można było określać ilość makroelementów.
Słowa kluczowe
Aplikacja na smartfony, węglowodan, GOCARB, cukrzyca typu 1, komputerowe przetwarzanie obrazu, sztuczna inteligencja, insulina, badanie kliniczne
