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Smart Toilet: un alleato per la prevenzione

Quando si parla di “smart toilet” vengono subito in mente quei particolari wc giapponesi dotati di telecomando, sedile riscaldato e sistemi di bidet integrati. Alcuni di questi modelli riproducono addirittura musica o suoni ambientali per coprire i rumori fisiologici dell’essere umano.

Questo smart toilet, invece, è stato pensato e progettato per un monitoraggio costante della salute attraverso l’analisi dei rifiuti organici umani. Il WC è dotato di una tecnologia in grado di rilevare una serie di marcatori di malattie nelle feci e nelle urine, compresi quelli di alcuni tumori come quello del colon-retto o quelli urologici. Il dispositivo potrebbe essere particolarmente adatto per le persone geneticamente predisposte a determinate condizioni come la sindrome del colon irritabile, il cancro alla prostata o l’insufficienza renale. Non vuole essere il sostituto di una diagnosi o di un parare medico ma potrebbe aiutare a rilevare i primi segni di insorgenza della patologia.

Con uno studio pilota condotto su 21 partecipanti ora completato, il presidente del dipartimento di radiologia dell’Università di Stanford e autore senior del documento di ricerca Sanjiv Sam Gambhir e il suo team hanno reso realtà la loro idea nata oltre 15 anni fa di un gabinetto intelligente focalizzata sul monitoraggio della salute. L’articolo che descrive la ricerca è stato pubblicato il 6 aprile su Nature Biomedical Engineering.

Uno smart toilet per il monitoraggio continuo della salute

Smart Toilet: un alleato per la prevenzione. Credits: Seonghyeon Kim
Credits: Seonghyeon Kim

Questo dispositivo rientra in una categoria di tecnologia nota come monitoraggio continuo della salute, che comprende anche dispositivi indossabili come ad esempio gli smart watch. “La cosa bella di un WC intelligente è che a differenza dei dispositivi indossabili, non puoi toglierlo”, ha detto Gambhir. “Tutti usano il bagno – non c’è davvero modo di evitarlo – e questo aumenta il suo valore come dispositivo di rilevamento delle malattie”.

Anche se potrebbe volerci un po’ di tempo per abituarsi all’idea, Gambhir crede che lo smart toilet possa diventare una parte del bagno di tutte le case. Infatti, l’aspetto “intelligente” è stato progettato come una componente aggiuntiva, che possa permettere l’upgrade di qualsiasi water già esistente. Queste estensioni prevedono una serie di tecnologie di monitoraggio che cercano segni di malattie. Sistemi video e sensori di movimento rilevano i campioni di urina e feci. Questi vengono poi elaborati da una serie di algoritmi in grado di distinguere una condizione di normale urodinamica (analizzandone portata, tempo di flusso e volume totale, tra gli altri parametri) e consistenza delle feci da una condizione non fisiologica.

Oltre all’analisi fisica del flusso, è importante andare ad analizzare anche caratteristiche molecolari come la conta dei globuli bianchi, eventuale contaminazione del sangue, determinati livelli di proteine, che possono indicare una serie di malattie, dal cancro alla vescica all’insufficienza renale. Perciò, il WC è stato fornito anche di strisce reattive per l’analisi delle urine. Nella sua attuale fase di sviluppo, ha affermato Gambhir, lo smart toilet può misurare 10 biomarcatori diversi.

Impronta identificativa dell’utente

Smart Toilet: un alleato per la prevenzione. Credits: Nature Biomedical Engineering
Schema dei dispositivi integrati nello Smart Toilet. Credits: Nature Biomedical Engineering

Uno degli aspetti più importanti – e curiosi – dello smart toilet è il sistema di identificazione integrato. “Il punto è fornire un feedback sulla salute preciso e personalizzato, quindi dovevamo assicurarci che il bagno potesse discernere tra gli utenti”, ha affermato Gambhir. “Per fare ciò, abbiamo realizzato una levetta per scaricare che legge le impronte digitali.” Il team, tuttavia, si è reso conto che le impronte digitali non erano sufficienti. E se una persona usa il bagno, ma qualcun altro lo scarica? O se il water ha lo sciacquone automatico?

Così, hanno aggiunto un piccolo scanner per una delle parti del corpo più intime. In altre parole, per sfruttare al meglio i vantaggi dello smart toilet, gli utenti devono accettare la presenza di una telecamera che scansiona l’ano. “Sappiamo che sembra strano, ma a quanto pare, la tua impronta anale è unica“, ha detto Gambhir. Il dispositivo utilizza un Raspberry Pi associato ad una fotocamera che cattura l’impronta anale di qualsiasi persona si sieda sul water. Le scansioni – digitali e non – vengono utilizzate esclusivamente come sistema di riconoscimento per abbinare gli utenti ai loro dati specifici. Nessuno, né gli utenti né i medici, vedrà le scansioni.

Conservazione e utilizzo dei dati

Smart Toilet: un alleato per la prevenzione. Credits: James Strommer
Lo Smart Toilet invia automaticamente i dati estratti dai campioni ad un sistema di archiviazione sicuro basato su cloud. Credits: James Strommer

Questo WC non è in alcun modo un sostituto di un medico o addirittura una diagnosi, ha affermato Gambhir. In effetti, il dispositivo non è pensato per comunicare i dati al singolo utente. L’idea di fondo è che se dovesse manifestarsi qualcosa di anomalo, come il sangue nelle urine, un’applicazione dotata di protezione della privacy invierebbe un avviso al team sanitario dell’utente, consentendo ai professionisti di determinare i passi successivi per una diagnosi corretta. I dati sarebbero archiviati in un sistema sicuro basato su cloud. La protezione dei dati, sia in termini di identificazione che di analisi dei campioni, è un elemento cruciale di questa ricerca, ha affermato Gambhir. “Abbiamo adottato misure rigorose per garantire che tutte le informazioni siano de-identificate quando vengono inviate al cloud e che le informazioni, quando inviate a membri del personale sanitario, siano protette dall’HIPAA”, ha affermato, riferendosi alla Health Insurance Portability and Accountability Act, cioè la legge federale degli Stati Uniti che regola l’uso, la divulgazione e la protezione di informazioni sanitarie.

Si pensa già ad uno Smart Toilet 2.0

Mentre porta avanti lo sviluppo di questo smart toilet, il team di Gambhir pensa ad ampliare il numero di persone partecipanti allo studio. Inoltre, il gruppo di ricerca si sta già concentrando su alcuni upgrade come l’integrazione di caratteristiche molecolari nell’analisi delle feci e il perfezionamento delle tecnologie già in opera. Stanno anche pensando ad alcuni test da implementare nel gabinetto. Ad esempio, il monitoraggio delle urine per il glucosio sarebbe l’ideale per utenti con diabete. Un altro esempio potrebbe essere il controllo del sangue nelle urine, che aiuterebbe la prevenzione per persone predisposte al cancro alla vescica o al rene.

Un’altra idea per il prossimo prototipo è quella del rilevamento del DNA tumorale e dell’RNA virale per aiutare a tracciare la diffusione di malattie come il nuovo coronavirus. Ma questa è una caratteristica ancora nella “lista dei desideri” del team, non è stata ancora incorporata nel progetto.

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Benedetta Paolettihttps://biomedicalcue.it
Laureata in Ingegneria Biomedica all'Università Politecnica delle Marche. Studentessa MSc in Neuroengineering and bio-ICT all'Università degli Studi di Genova.