Smartwatch i sztuczna inteligencja wczesnym ostrzeżeniem przed napadami złości u dzieci

Badacze z Mayo Clinic opracowali system ostrzegania oparty na smartwatchu, który sygnalizuje rodzicom najwcześniejsze oznaki zbliżającego się napadu złości u dzieci z zaburzeniami emocjonalnymi i behawioralnymi. Dzięki temu rodzice mogą podjąć interwencję, zanim epizod ulegnie eskalacji.

W nowym badaniu opublikowanym w JAMA Network Open wykazano, że takie alerty pozwalały rodzicom reagować średnio w ciągu czterech sekund oraz skracały czas trwania ciężkich napadów złości o około 11 minut – czyli niemal o połowę w porównaniu ze standardową terapią.

W ramach systemu dziecko nosi smartwatch, który rejestruje fizjologiczne sygnały stresu, takie jak wzrost częstości akcji serca, a także zmiany w aktywności ruchowej czy śnie. Dane te są przesyłane do aplikacji w smartfonie rodzica, wyposażonej w algorytmy sztucznej inteligencji. Aplikacja analizuje informacje w czasie rzeczywistym i wysyła alert, stanowiący sygnał do nawiązania kontaktu z dzieckiem.

Uzyskane wyniki pokazują, że technologia smartwatchy może pomóc wypełnić istotną lukę w opiece psychiatrycznej nad dziećmi, dostarczając rodzicom konkretnych, możliwych do natychmiastowego zastosowania wskazówek w sytuacjach, gdy profesjonalna pomoc nie jest od razu dostępna. Skala problemu jest znacząca – według Centers for Disease Control and Prevention niemal jedno na pięcioro dzieci w USA ma zaburzenia zdrowia psychicznego, behawioralne lub emocjonalne.

Badanie ilustruje również, w jaki sposób technologie ubieralne, połączone z podejściem skoncentrowanym na pacjencie i wspieranym przez sztuczną inteligencję, mogą wspierać rodziny także poza gabinetem klinicznym.

Projekt badania i wyniki

W randomizowanym badaniu klinicznym przez 16 tygodni uczestniczyło 50 dzieci w wieku od 3 do 7 lat, objętych terapią Parent-Child Interaction Therapy w Mayo Clinic. Połowa rodzin korzystała z systemu smartwatchowego, a pozostałe kontynuowały standardową terapię. Oceniano, czy rodziny będą używać technologii zgodnie z założeniami oraz czy natychmiastowe alerty przełożą się na mierzalną poprawę czasu reakcji rodziców i zachowania dzieci.

Istotnym wynikiem była wysoka akceptowalność rozwiązania – dzieci nosiły smartwatch przez około 75% czasu trwania badania, co potwierdza wykonalność systemu i zaangażowanie rodzin.

„To badanie pokazuje, że nawet niewielkie, ale odpowiednio dobrane w czasie interwencje mogą zmienić przebieg epizodu deregulacji emocjonalnej u dziecka” – podkreśla Magdalena Romanowicz, M.D., psychiatra dziecięcy w Mayo Clinic i współautorka badania. „Takie momenty dają rodzicom szansę na podjęcie działań wspierających – zbliżenie się do dziecka, zapewnienie poczucia bezpieczeństwa, nazwanie emocji i przekierowanie uwagi, zanim napad złości się nasili”.

Kontynuacja wcześniejszych badań

Opisane prace stanowią rozwinięcie wcześniejszego badania zespołu, w którym wykorzystano algorytm uczenia maszynowego do analizy danych ze smartwatchy – obejmujących tętno, sen i aktywność ruchową – w celu przewidywania zachowań problemowych u hospitalizowanych dzieci leczonych psychiatrycznie.

Badanie to, opublikowane w Journal of Child and Adolescent Psychopharmacology, wykazało, że algorytm był w stanie przewidywać stan behawioralny dziecka z dokładnością 81% oraz zapewniał 30–60 minut wyprzedzenia przed spodziewanym wybuchem zachowania.

„Te wyniki pokazują, jak badania podstawowe i kliniczne mogą się uzupełniać, realnie zmieniając opiekę nad pacjentem” – mówi Arjun Athreya, Ph.D., współautor badania i członek zespołu inżynieryjnego w Department of Molecular Pharmacology and Experimental Therapeutics w Mayo Clinic. „Przenieśliśmy obserwacje z opieki stacjonarnej do warunków ambulatoryjnych, a rezultaty dowodzą, że dane z codziennie używanych inteligentnych urządzeń mogą wspierać rodziny w czasie rzeczywistym”.

Wzmacnianie rodzin dzięki opiece opartej na danych

Paul Croarkin, D.O., psychiatra dzieci i młodzieży w Mayo Clinic oraz współautor badania, zwraca uwagę na znaczenie podejścia opartego na danych. „Smartwatch może wydawać się prostym urządzeniem, ale w połączeniu z terapiami opartymi na dowodach i zaawansowaną analityką staje się realnym wsparciem dla rodzin zmagających się w domu z ciężkimi objawami behawioralnymi”.

Julia Shekunov, M.D., dyrektor medyczna Child and Adolescent Psychiatry Inpatient Unit w Mayo Clinic i współautorka badania, podkreśla pilność problemu. „Obserwujemy coraz więcej dzieci w stanie kryzysu, a ciężkość tych przypadków narasta. Ten system daje rodzicom narzędzia, z których mogą korzystać natychmiast, także poza kliniką, aby pomóc dziecku odzyskać kontrolę”.

Kolejne kroki

Przyszłe badania będą koncentrować się na dalszym zwiększaniu dokładności predykcyjnej systemu, testowaniu go w większych populacjach oraz ocenie długofalowych korzyści w rutynowej opiece ambulatoryjnej.

Badanie było częściowo finansowane przez Mayo Clinic Clinical Trial Stimulus Fund oraz Center for Individualized Medicine w Mayo Clinic.

Źródło: JAMA Network Open