在Sanjiv 'Sam' Gambhir博士的实验室里，有一种新的疾病检测技术，其主要数据来源是排泄物。这是一种智能马桶，但不是那种会自动抬起盖子的马桶；这种马桶配备了可以检测粪便和尿液中一系列疾病标志物的技术，包括一些癌症的标志物，如结直肠癌或泌尿系统癌症。该设备对那些遗传上容易患某些疾病的人特别有吸引力，比如肠易激综合症、前列腺癌或肾衰竭，他们希望保持健康。
Gambhir教授说：'我们的概念可以追溯到15年前。'当时我提出这个想法时，人们会笑，因为它看起来既有趣又有点奇怪。' 在完成了一项21名参与者的试点研究后，Gambhir和他的团队将他们专注于精准健康的智能马桶愿景变成了现实。Gambhir的马桶是一个普通的马桶，内部配备了各种设备。这些工具使用运动感应来部署一系列测试，评估任何排泄物的健康状况。
尿液样本进行物理和分子分析；粪便评估基于物理特性。马桶会自动将任何样本中提取的数据发送到一个安全的云端系统进行保存。在未来，Gambhir说，该系统可以集成到任何医疗提供者的记录系统中，以便快速和轻松地访问。描述这项研究的论文将于4月6日在Nature Biomedical Engineering上发表。Gambhir是资深作者。
Seung-min Park博士、David Won博士和Brian Lee博士共同担任第一作者。马桶属于连续健康监测技术类别，包括智能手表等可穿戴设备。Gambhir说：'智能马桶的一个特点是，与可穿戴设备不同，你不能把它取下来。每个人都使用卫生间——这是无法避免的——这增强了它作为疾病检测设备的价值。
' 虽然这个想法可能需要一些时间来适应，但Gambhir设想智能马桶将成为普通家庭卫生间的一部分。为了促进广泛的采用，Gambhir将'智能'部分设计为一个附加组件——一种可以轻松集成到任何旧瓷碗中的技术。'它有点像购买一个可以安装在你现有马桶上的坐浴盆附加组件，'他说。'就像坐浴盆一样，它有一些执行不同功能的小扩展。' 这些扩展配备了各种健康监测技术，寻找疾病的迹象。
尿液和粪便样本都被拍摄成视频，然后由一组算法处理，这些算法可以区分正常的'尿动力学'（流速、流时间、总容量等参数）和粪便一致性与不健康的。除了物理流分析，马桶还使用尿分析条，或'试纸测试'，来测量某些分子特征。白细胞计数、持续的血液污染、某些蛋白质水平等可以指向一系列疾病，从感染到膀胱癌到肾衰竭。在目前的开发阶段，Gambhir说，马桶可以测量10种不同的生物标志物。
尽管如此，目前只有21名参与者在几个月内测试了马桶。为了更好地了解'用户接受度'，团队调查了300名潜在的智能马桶用户。大约37%的人表示他们对这个想法'有点舒服'，15%的人表示他们'非常舒服'，为了精准健康而暴露一切。智能马桶最重要的方面之一可能是最令人惊讶的——也可能是最令人不安的：它有一个内置的识别系统。
'整个目的是提供精确的个性化健康反馈，所以我们需要确保马桶能够区分用户，'Gambhir说。'为此，我们制作了一个读取指纹的冲水把手。' 然而，团队意识到指纹并不是万无一失的。如果一个人使用马桶，但另一个人冲水怎么办？或者如果马桶是自动冲水的那种呢？他们添加了一个小扫描仪，扫描身体上相当害羞的部分。你可能会称之为面部识别的极性相反。
换句话说，为了充分享受智能马桶的好处，用户必须接受一个扫描他们肛门的摄像头。'我们知道这看起来很奇怪，但事实证明，你的肛门印是独一无二的，'Gambhir说。扫描——无论是手指还是非手指——纯粹用作识别系统，将用户与他们的特定数据匹配。没有人，包括你或你的医生，会看到这些扫描。Gambhir说，这个马桶绝不是医生的替代品，甚至不是诊断。事实上，在许多情况下，马桶不会向个人用户报告数据。
在理想情况下，如果出现可疑情况——比如尿液中的血液——一个配备隐私保护的应用程序会向用户的医疗团队发送警报，让专业人员确定下一步的正确诊断步骤。数据将存储在一个安全的云端系统中。数据保护，无论是识别还是样本分析，都是这项研究的关键部分，Gambhir说。
'我们已经采取了严格的步骤，确保所有信息在发送到云端时都是去识别化的，并且当发送给医疗提供者时，信息受到HIPAA的保护，'他指的是《健康保险可携性和责任法案》，该法案限制了健康记录的披露。随着Gambhir和他的团队继续开发智能马桶，他们专注于几件事情：增加参与者的数量，将分子特征整合到粪便分析中，并改进已经工作的技术。他们甚至个性化了马桶部署的测试。
例如，糖尿病患者可能需要监测尿液中的葡萄糖，而其他人可能希望监测尿液中的血液，因为他们有患膀胱癌或肾癌的风险。Gambhir的另一个目标是进一步开发粪便样本的分子分析。'这有点棘手，但我们正在努力，'Gambhir说。'智能马桶是利用通常被忽视的数据来源的完美方式——用户不需要做任何不同的事情。' 故事来源：斯坦福大学医学院提供的材料。原文由Hanae Armitage撰写。
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