加州大学的研究人员开发了一款名为a-Heal的新型设备,该设备利用微型摄像头和人工智能(AI)来优化伤口愈合过程的每一个阶段。该设备通过药物输送或电疗提供个性化治疗,有望实现有效且快速的伤口治疗,尤其惠及偏远地区或行动不便的患者。
a-Heal设备集成了由Mircea Teodorescu教授开发的摄像头,每两小时捕捉一次伤口图像。这些图像随后被输入到由Marcella Gomez教授开发的机器学习模型——“AI医生”中。“AI医生”能够识别伤口愈合的各个阶段,检测潜在问题,并提出治疗建议。治疗方案包括使用氟西汀(fluoxetine)来减轻炎症并促进愈合,或应用电场来增强细胞代谢以加速愈合。设备将数据传输至安全数字平台,以便医生进行监控和调整治疗。
该研究团队由电气工程与计算机科学教授Marco Rolandi领导,将成像、生物电学和人工智能相结合。这种方法的科学基础在于理解生物电信号在体内的作用。在损伤部位产生的自然电场(“损伤电流”)在细胞向伤口表面迁移中起着关键作用,这是恢复皮肤屏障的基本机制。这些过程的破坏会减缓愈合,尤其是在患有糖尿病等慢性疾病的患者中。a-Heal设备旨在通过影响这些生物电过程来恢复最佳的再生条件。初步的临床前研究结果发表在《npj生物医学创新》杂志上,显示a-Heal设备比传统方法能将愈合过程加速25%。该AI模型基于“强化学习”方法,能够从每位患者的愈合过程中不断学习并调整治疗方案。由Gomez博士及其学生开发的“DeepMapper”算法分析伤口图像,绘制愈合阶段并预测过程的进一步发展。
人工智能在伤口护理领域的应用日益深入,尤其是在慢性伤口管理方面。a-Heal设备巧妙地整合了自然生物学原理与尖端AI技术,其多模式的个性化治疗方案能够根据个体愈合的实时反馈进行调整。这一创新有望为加速急性损伤愈合和处理糖尿病溃疡等慢性伤口开辟新途径,预示着一个更高效、更具人文关怀的医疗新时代。