Een nieuwe doorbraak in draadloze sensortechnologie kan de manier waarop longziekten worden opgespoord ingrijpend veranderen. Een internationaal team van ingenieurs en informaticawetenschappers uit Schotland en Pakistan ontwikkelde een systeem dat vijf veelvoorkomende longaandoeningen nauwkeurig kan herkennen, zonder fysiek contact met de patiënt.De nieuwe technologie biedt perspectief op nieuwe vormen van contactloze diagnostiek, zowel in de kliniek als in toekomstige ‘smart homes’.
Het systeem, beschreven in het wetenschappelijke tijdschrift Communications Medicine, maakt gebruik van radiosignalen met meerdere frequenties in combinatie met geavanceerde kunstmatige intelligentie. Door karakteristieke ademhalingspatronen te analyseren, kan het onderscheid maken tussen verschillende longaandoeningen.
Patiënten worden blootgesteld aan onschadelijke microgolfsignalen die worden uitgezonden door twee software-defined radio’s op 5,23 GHz. Dit is een frequentie aan de onderkant van het spectrum dat naar verwachting ook gebruikt zal worden in toekomstige 6G- en WiFi7-netwerken. De radiosignalen die door de borstkas worden weerkaatst, worden met AI geanalyseerd om ziekte-specifieke ademhalingspatronen te herkennen.
Hoge nauwkeurigheid
In laboratoriumtests met real-world data bleek het systeem in staat om astma, COPD, interstitiële longziekten, longontsteking en tuberculose met een nauwkeurigheid van 98 procent te detecteren. Het onderzoek werd uitgevoerd met data van 190 patiënten uit een ziekenhuis in Lahore, Pakistan, aangevuld met 30 gezonde proefpersonen als controlegroep.
De metingen vonden plaats tijdens periodes met zware luchtvervuiling (smog), tussen oktober 2023 en januari 2024, en opnieuw in januari 2025. In totaal werd bijna 7,5 uur aan radiosignaaldata verzameld. Vijf machine learning-modellen en drie deep learning-modellen werden getest. Een relatief eenvoudig deep learning-model (vanilla CNN) presteerde het best en herkende gezonde deelnemers zelfs met 100 procent nauwkeurigheid.
6G-netwerken
Professor Qammer H. Abbasi, verbonden aan de University of Glasgow, benadrukt dat toekomstige 6G-netwerken, die naar verwachting vanaf 2030 beschikbaar komen, meer kunnen zijn dan alleen communicatiesystemen. Dankzij zogeheten Integrated Sensing and Communication (ISAC) kan één infrastructuur tegelijk data verzenden en sensortaken uitvoeren. Opvallend is dat slechts 12,5 procent van de beschikbare bandbreedte nodig was voor de gezondheidsmonitoring, waardoor ruimte overblijft voor andere toepassingen.
Ook professor Muhammad Mahboob Ur Rahman van de Information Technology University ziet grote maatschappelijke impact. Contactloze, snelle en goedkope screening zonder invasieve tests of medische beeldvorming kan vooral in omgevingen met beperkte middelen het verschil maken. Bovendien is de technologie relevant bij toekomstige pandemieën, waar het verminderen van fysiek contact helpt om besmettingen te beperken.
Deze studie laat zien hoe de combinatie van AI, draadloze netwerken en sensortechnologie kan bijdragen aan vroegtijdige detectie, lagere zorgkosten en meer toegankelijke longzorg, zonder aanraking, maar met grote impact.
Innovatieve sensortechnologie
Enkele maanden geleden schreven wij over de ontwikkeling van een andere innovatieve sensortechnologie. Zuid-Koreaanse ETRI onderzoekers maakten toen bekend een innovatieve technologie te hebben ontwikkeld waarmee longaandoeningen zoals COPD, longfibrose en astma vroegtijdig kunnen worden opgespoord via geavanceerde multi-sensortechnologie en AI. Het systeem analyseert ademhalingspatronen en longgerelateerde signalen gelijktijdig, waardoor snellere en nauwkeurigere diagnoses mogelijk worden dan met traditionele methoden.
Centraal in die innovatie staat een nieuw multisensorisch meetapparaat dat bestaande diagnostische instrumenten, zoals een FeNO-meter, spirometer en stethoscoop, combineert in één oplossing. De verzamelde data worden met AI gekoppeld en geanalyseerd, zodat patiënten hun longconditie zelfs zonder directe tussenkomst van zorgprofessionals kunnen monitoren. Dit is vooral relevant omdat longaandoeningen vaak laat worden ontdekt, terwijl vroeg ingrijpen cruciaal is om verdere schade te voorkomen.
ETRI verwacht de technologie binnen drie jaar te kunnen commercialiseren, na verdere prototyping en klinische validatie. Het uiteindelijke doel is brede inzet in zorginstellingen, verpleeghuizen en openbare ruimtes, om vroegtijdige longdiagnostiek toegankelijker te maken.
Auteur
