Artificiell Intelligens tolkar stressignaler

I närmare 20 år har Stress Medicine AB verkat inom tillämpad psykofysiologi och beteendemedicin. Utifrån egna erfarenheter av svår "utbrändhet", startade Fil Dr Bo von Scheele sitt företag i Bollnäs 1985. Idag har företaget även en klinik vid Institutet för Psykosocial Medicin vid Karolinska sjukhuset i Stockholm, och förutom den kliniska verksamheten inom stressrelaterad sjukvård satsar Stress Medicine AB stort på forskning, kunskapsutveckling samt utveckling av nya medicinska mätsystem.
Bo von Scheele talar om stress som ett av vår tids största socialkulturella problem. Förändringar i människans beteende och hur vi styrs av externa krafter "bränner ut" oss ner på cellnivå. Folkhälsa har ersatts av folksjukdom.
- För att närma oss problemet krävs en systemteoretisk helhetssyn på människan. Ekologiska, sociala, psykologiska och fysiologiska system måste integreras i sjukvård och forskning. Det krävs konkret multidisciplinära samarbeten, där hela länken från teori till den enskilda människans reaktioner vävs in. Dessa tankegångar är relativt outvecklade i Sverige, däremot har mina kollegor i USA kommit mycket längre på området. Mitt arbete bygger på deras idéer.

Medicinska mätsystem med AI

Stress påverkar människans kemiska processer på olika sätt, menar Bo von Scheele. Därför går signaler på svår stress att mäta ända ner på cellnivå, exempelvis genom nivåer och beteenderelationer i syre- och glykossystemen. Artificiell Intelligens, AI, har varit nyckeln till förverkligandet av dessa idéer. Redan idag används mätsystem med integrerad AI utvecklade av Stress Medicine AB inom landsting och företag, för att på ett tidigt stadium diagnostisera och behandla personer drabbade av svåra stressreaktioner. Systemen tar fram individuella mätvärden hos patienterna, och utifrån dessa identifieras avvikelser i patienternas kemiska processer. Detta gör det möjligt att upptäcka om en person är på väg att bli "utbränd" - lång tid innan de fysiska symptomen uppstår.
De mätsystem Stress Medicine AB tillhandahåller den stressrelaterade sjukvården idag är stationär och kräver viss expertkompetens på plats. Målet i framtiden är därför en utökad användning av AI samt en utveckling av mobil mät- och diagnosutrustning, som trådlöst kan hantera data om patienterna. Detta skulle förenkla och effektivisera användandet betydligt, och dessutom möjliggöra diagnostisering av patienter på distans. Idéerna, kunskaperna, de kliniska och pedagogiska erfarenheterna finns, men hur ska de förverkligas?

Kompetensnätverk genom teknIQ

På initiativ av teknIQ, ett av Stiftelsen för Kunskaps- och Kompetensutvecklings (KK-stiftelsens) expertkompetensprogram, startades år 2000 en förstudie för att undersöka detta. Ett omfattande samarbete mellan Stress Medicine AB och Mälardalens högskola sattes igång. teknIQ finansierade ett examensarbete på D-nivå, vilket senare ledde till att industridoktoranden Markus Nilsson anställdes av Stress Medicine. Forskningsbidraget stod KK-stiftelsen för.
- På så sätt fick Stress Medicine kunskap om möjligheterna med att använda fallbaserat resonerande, ett lovande område inom AI, säger Peter Funk, docent och forskare inom Artificiell Intelligens vid Institutionen för Datavetenskap på Mälardalens högskola.
Peter Funk förklarar att fallbaserat resonerande innebär användandet av så kallade expertsystem, en typ av beslutstödsystem. Expertsystemen bygger på kunskapsdatabaser med praktikfall, vilket inom sjukvården kan betyda lagrade unika data om symptom, diagnoser, behandlingar, resultat av behandlingar etc. Via analysprogram med integrerad AI kan kunskap struktureras och återanvändas.
- På det här sättet kan mindre erfarna läkare få stöd i diagnostiserandet av patienter. Vid nya patienter kan man relatera till tidigare liknande symptom, men även jämföra specialistkompetens mellan kollegor, säger Peter och fortsätter:
- Idag är det vanligt med längre tids sjukskrivning i samband med utbrändhet. Det tar lång tid att komma tillbaka. Men processen kan påskyndas genom ett mobilt mät- och diagnossystem som ständigt håller koll på patienternas stressnivå. Det är vår nästa utmaning i projektet, att ta fram ett system som kan hantera detta.

Världsunik produkt

Lösningen finns bland annat i trådlös medicinsk teknik. Institutionen för Elektronik vid Mälardalens högskola bedriver framstående forskning på området. Här tar man fram en metod för att mäta koldioxidhalten i patienternas utandningsluft genom trådlösa miniatyriserade sensorer. Bertil Hök, adjungerad professor, samt mannen bakom Hök Instrument AB, berättar:
- Hos stressade personer avviker andningen från det normala. Akut stress kan leda till hyperventilation eller i värsta fall ingen andning alls. Koldioxidhalten i utandningsluften åker därför berg- och dalbana. Detta kan mätas genom trådlös teknik och sedan utgöra underlag för diagnos och åtgärder. Vår teknik bygger på nya mätprinciper; ett litet chip som mäter de akustiska egenskaperna i luften.
I framtiden ska patienter kunna bära en stressmätare på kroppen. Kanske i form av en klocka eller ett örhänge. Mätdata överförs trådlöst till en handdator eller mobiltelefon där en AI-programvara ställer diagnos och beslutar vad som ska göras. Exempelvis kan patienten få en varning med instruktioner eller så skickas ett larm till dennes kliniker. En världsnyhet som i förlängningen kan identifiera signaler på "utbrändhet" i ett tidigt skede. Systemet kan spara mycket lidande och stora kostnader för stressrelaterad rehabilitering och långtidssjukskrivning.
- Det finns inget liknande på marknaden idag. Detta är revolutionerande för analys och åtgärder av stressrelaterade besvär, säger Bo von Scheele.

I framtiden kan Artificiell Intelligens hålla koll på vår stressnivå. Mobilen analyserar sensordata från ex ett örhänge eller en klocka. När patienten är nära oacceptabel stressnivå får han/hon ett meddelande med förslag till åtgärd. Uppgifterna skickas vidare till patientens läkare.

Att våga gå vidare

Stödet från teknIQ och KK-stiftelsen har varit en förutsättning för det framgångsrika projektet, det är alla inblandade parter överens om. Med teknIQs hjälp har det skapats en mötesplats där man tillsammans kan pröva att idéerna håller. Länken av erfarenheter från olika yrkeskategorier, från forskning till slutpatient, ger modet och möjligheterna att gå vidare.
- Idag arbetar ytterligare en industridoktorand, Mikael Sollenborn, hos oss på Stress Medicine AB. Utan doktoranderna skulle vi inte ha en möjlighet att skapa denna utveckling. Vi vill och måste agera nu, men har själva inte tid och råd att göra det. Samarbetet är extremt viktigt, säger Bo von Scheele.
- Företagen har sällan råd att titta på möjligheterna till utveckling, och det är alltid svårt med finansieringen i initialskedet. Våra kontakter skulle aldrig ha knutits på ett så tidigt stadium utan teknIQ. Dessutom är en utveckling av projektet på gång. Fler företag har visat intresse för att delta, exempelvis Tieto Enator i Uppsala. Beroende på finansieringen, kan det nya trådlösa systemet vara färdigutvecklat inom några år, avslutar Peter Funk.

Peter Funk, docent och forskare inom Artificiell Intelligens vid Institutionen för Datavetenskap på Mälardalens högskola.