AI Tool Spots Mental Health Conditions

Beaucoup de ses inventions ont été déployées dans des régions reculées de l’Inde, fournissant aux médecins des outils de diagnostic de qualité, notamment une machine alimentée par l’IA capable de scanner la rétine pour détecter des problèmes médicaux et un lit intelligent qui surveille en permanence les signes vitaux d’un patient.

Bénévole actif au sein de la section IEEE Young Professionals Bangalore, il a lancé des événements de réseautage professionnel, des ateliers technologiques, un programme de mentorat et d’autres initiatives.

Pour ses « contributions aux solutions de soins de santé accessibles basées sur l’IA et à son leadership dans l’autonomisation des jeunes professionnels », Appaji est le récipiendaire du prix IEEE Theodore W. Hissey Outstanding Young Professional Award de cette année. Cet honneur est parrainé par les sociétés IEEE Photonics et Power & Energy ainsi que par les jeunes professionnels de l’IEEE. Le prix devrait être remis ce mois-ci lors de la cérémonie des honneurs de l’IEEE à New York.

« Ce prix représente une étape importante dans ma carrière », déclare Appaji. «Cela confirme ma conviction fondamentale selon laquelle notre réussite en tant qu’ingénieurs ne se mesure pas uniquement par les résultats de la recherche ou les publications, mais par l’impact tangible que nous avons sur la vie grâce à une technologie accessible et à la qualité de la prochaine génération de dirigeants que nous responsabilisons.»

Développement d’un appareil de mesure de la glycémie

Après avoir obtenu un baccalauréat en ingénierie de BMS en 2010, il rejoint l’école en tant que chargé de cours dans son département d’ingénierie en électronique médicale. Parallèlement, il poursuit des études de maîtrise en bioinformatique à l’Université Visvesvarya College of Engineering, également à Bangalore. Il obtient son diplôme en 2013 et continue d’enseigner au BMSCE

Quatre ans plus tard, Appaji s’est inscrit au MIT Global Entrepreneurship Bootcamp, un programme hybride intensif de deux semaines qui comprend des webinaires, des cours en ligne et un séjour de cinq jours au MIT. Il est conçu pour donner aux équipes d’entrepreneurs en herbe, d’innovateurs et de fondateurs en démarrage l’état d’esprit structuré, les outils et les cadres dont ils ont besoin pour réussir.

Appaji dit qu’il a découvert le programme en recherchant des opportunités d’innovation.

« J’avais l’expertise technique, mais j’avais besoin d’un cadre structuré pour faire passer mes recherches du laboratoire au marché », dit-il.

Au cours du camp d’entraînement du MIT, lui et une équipe de quatre autres participants ont été chargés de relever un défi complexe en matière de soins de santé. Ils ont développé un appareil non invasif de mesure de la glycémie pour gérer le diabète gestationnel, une maladie qui provoque une glycémie élevée et une résistance à l’insuline pendant la grossesse. À la fin du programme, Appaji et deux de ses coéquipiers basés en Australie ont poursuivi leur collaboration en fondant Glucotek à Brisbane, en Australie.

Inspiré pour poursuivre ses recherches en technologie des soins de santé, Appaji a poursuivi un doctorat en santé mentale et en neurosciences à l’Université de Maastricht, aux Pays-Bas.

Sa thèse portait sur les méthodes informatiques permettant d’identifier les schémas vasculaires rétiniens.

“Les modèles que nous analysons, notamment la courbure des vaisseaux, les angles selon lesquels ils se ramifient et leurs dimensions, révèlent la santé du système microvasculaire”, explique-t-il. “Dans des conditions comme la schizophrénie et le trouble bipolaire, les changements microvasculaires reflètent les changements neurovasculaires dans le cerveau.”

« Mon parcours m’a montré que l’IEEE est bien plus qu’une société professionnelle ; c’est une plateforme mondiale qui me permet de collaborer avec un réseau diversifié d’experts pour résoudre les défis humanitaires locaux.

L’examen et la mesure du système vasculaire rétinien offrent aux médecins un moyen non invasif d’examiner les changements neuronaux, qui peuvent être des biomarqueurs de maladies psychiatriques, dit-il.

Pour donner vie à son idée, il a collaboré avec un ophtalmologiste, un psychiatre et des collègues de son école d’ingénieurs pour développer un appareil de dépistage. Ils ont également créé et formé les modèles d’IA qui analysent les images rétiniennes.

Les idées de sa thèse ont conduit à la création du Smart Eye Kiosk, un outil alimenté par l’IA qui analyse le réseau de petites veines qui acheminent le sang vers la rétine interne. L’outil surveille les niveaux de stress et la santé mentale. Il permet également de dépister les maladies oculaires fondamentales telles que la rétinopathie diabétique, ainsi que les dommages aux vaisseaux sanguins rétiniens causés par une glycémie élevée.

Les images rétiniennes peuvent également révéler des changements physiologiques dans le cerveau associés à des troubles psychiatriques tels que la schizophrénie et le trouble bipolaire, explique Appaji. Le kiosque utilise des modèles d’IA pour analyser les mesures du réseau vasculaire, telles que l’épaisseur des vaisseaux, qui peuvent être des biomarqueurs de troubles psychiatriques. Étant donné que les maladies mentales peuvent être liées à la génétique, les proches de patients atteints de schizophrénie et de trouble bipolaire ont également été invités à participer à une étude financée par le Département des sciences et technologies de l’Initiative de recherche en sciences cognitives de l’Inde. Les données cliniques de cette étude peuvent ouvrir la voie à des diagnostics plus précoces et plus précis.

“La base biologique de tout cela est fascinante”, déclare Appaji. “La rétine est le seul endroit du corps humain où le système nerveux central et le système vasculaire peuvent être visualisés directement et de manière non invasive. Anatomiquement, la rétine est une extension de la partie postérieure du cerveau. Par conséquent, les changements physiologiques dans le cerveau se reflètent souvent dans les yeux.”

Ce kiosque a été développé en collaboration avec l’hôpital Tan Tock Seng et l’université technologique de Nanyang, financé par le programme d’innovation en soins de santé Ng Teng Fong.

Il a obtenu son doctorat. en 2020 à Maastricht, et il a reçu le prix de la meilleure thèse de l’Institut de recherche en santé mentale et en neurosciences de l’université. Appaji attribue son temps à l’école à son approche multidisciplinaire du développement de dispositifs médicaux.

« Avoir le point de vue de mentors de divers domaines a été essentiel pour m’aider à faire évoluer mes recherches au-delà de la théorie vers un outil de diagnostic basé sur les données », dit-il.

Il a ensuite été nommé coordinateur institutionnel de la R&D chez BMS, puis promu à sa tête.

Abhishek Appaji travaille sur un capteur de lit intelligent qui surveille en permanence les signes vitaux d’un patient sans utiliser de fils ou de capteurs portables.Abhishek Appaji

Un lit intelligent sans fil pour surveiller les signes vitaux

Appaji continue de développer des technologies pour les patients qui en ont le plus besoin. « Je ressens un profond besoin de combler ce fossé et de garantir que les innovations aient un impact tangible sur la société », dit-il. En plus du Smart Eye Kiosk, il a amélioré les performances des capteurs des lits intelligents qui surveillent en permanence les signes vitaux d’un patient sans utiliser de fils ou de capteurs portables. Les lits aident le personnel hospitalier à surveiller leurs patients de manière non invasive.

Le projet a été réalisé en collaboration avec la société d’IA en santé Dozee (Turtle Shell Technologies) à Bengaluru. Le système mesure les microvibrations mécaniques produites par le corps en réponse à l’éjection de sang dans l’aorte, qui se produit à chaque battement cardiaque. Une fine feuille de capteur de qualité industrielle est placée sous le matelas. Un financement supplémentaire est fourni par le Département indien des sciences et technologies.

“Ces capteurs sont incroyablement sensibles”, explique Appaji. “Ils captent d’infimes tremblements mécaniques à travers le matériau du matelas.”

Les capteurs détectent la force des battements cardiaques du patient ainsi que l’expansion et la contraction de sa poitrine pendant la respiration. Les vibrations sont converties en signaux électriques et analysées à l’aide d’algorithmes d’apprentissage profond développés par Appaji et son équipe de l’université en collaboration avec Dozee.

La technologie est utilisée dans plus de 200 hôpitaux à travers l’Inde et dans des milliers de foyers, dit-il.

Encadrer des entrepreneurs en herbe

Appaji est également directeur exécutif de la BMSreenivasiah Innovators Guild Foundation, qui se consacre à encourager les talents entrepreneuriaux parmi les étudiants et les professeurs du groupe d’institutions BMS. Entreprise à but non lucratif promue par le BMS Education Trust, la BIG Foundation fournit un écosystème structuré pour l’innovation, l’incubation et la croissance des startups.

Là-bas, Appaji encadre les entrepreneurs en herbe, en leur offrant des conseils sur les plans d’affaires, les présentations de produits, les stratégies de marketing et les licences. Les participants sont des étudiants et des professeurs.

La fondation a incubé plus de 10 entreprises, selon Appaji.

« La majorité d’entre elles sont centrées sur des applications liées aux soins de santé », dit-il, « et ont réussi à obtenir le soutien d’investisseurs et de fonds d’amorçage. »

Prendre à cœur la mission de l’IEEE

Appaji a été présenté à l’IEEE alors qu’il était étudiant lorsqu’un de ses professeurs l’a encouragé à se porter volontaire pour une conférence parrainée par l’IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Il a transcrit les séminaires pour les présidents de session, a aidé à gérer les exposés et a aidé à répondre aux questions des participants.

« Cette expérience a été transformatrice », se souvient-il. « J’ai été étonné de me retrouver dans la même pièce que les conférenciers et les scientifiques qui étaient les auteurs des manuels que j’étudiais.

“C’est à ce moment-là que j’ai réalisé que l’IEEE était bien plus que de la technologie et du volontariat ; c’était une plate-forme mondiale de réseautage de haut niveau avec des scientifiques et des technologues de classe mondiale.”

Appaji a occupé plusieurs postes de direction de l’IEEE, notamment celui de président 2018-2019 de la section Young Professionals Bangalore. Il est maintenant trésorier de l’IEEE Education Society, président du chapitre de Bangalore de l’IEEE Computer Society, membre du comité directeur de l’IEEE DataPort, et siège aux conseils des membres de l’IEEE et des activités géographiques et des activités éducatives de l’IEEE.

« Ce qui me motive à rester actif au sein de l’IEEE, c’est l’alignement profond entre mes objectifs personnels et la mission organisationnelle consistant à faire progresser la technologie au profit de l’humanité », dit-il. « Mon parcours m’a montré que l’IEEE est bien plus qu’une société professionnelle ; c’est une plateforme mondiale qui me permet de collaborer avec un réseau diversifié d’experts pour résoudre les défis humanitaires locaux.

L’organisation a aidé à financer une partie du travail vital d’Appaji. Pendant la pandémie de COVID-19, il a reçu une subvention du Conseil des technologies humanitaires de l’IEEE et de la Région 10 pour développer des équipements de protection imprimés en 3D pour les habitants des communautés mal desservies de Bengaluru. Le virus s’est propagé rapidement dans les zones à forte densité de population, où la distanciation sociale était presque impossible. Les kits, comprenant un ouvre-porte pour éviter les surfaces fréquemment touchées et un distributeur de savon actionné par le coude, ont été envoyés à près de 500 foyers.

“Ce travail reste l’une de mes contributions les plus significatives à la technologie humanitaire”, déclare Appaji, “démontrant comment l’ingénierie peut être rapidement déployée pour protéger les populations vulnérables pendant une crise mondiale”.

Il conseille aux jeunes membres de l’IEEE de : “Dites oui pour assumer des rôles à responsabilité. N’attendez pas un titre officiel pour diriger ; commencez plutôt par vous porter volontaire pour effectuer de petites tâches gérables au sein de votre section ou section locale.”

“Les opportunités de réseautage et les compétences en leadership que vous acquerrez grâce à ces premières responsabilités façonneront votre carrière professionnelle bien plus que n’importe quel manuel ne le pourrait jamais.”