Ученые из Института автоматики и электрометрии СО РАН совместно с компанией ScientificCoin создали оперативно работающий способ диагностики состояния организма. Их разработка - газоанализатор Healthmonitor, который поможет с точностью до 85 % диагностировать присутствие коронавирусной инфекции в организме. Тестерами исследования стали уже более 2500 человек.
Устройство работает так, что после попадания в специальную трубку выдоха человека, газы перемещаются в спектрометр, выдающий их спектральные параметры. Изобретение доцента кафедры компьютерных технологий Факультета информационных технологий Новосибирского государственного университета Александра Кугаевских - нейросеть анализатора. Она затем сравнивает полученную информацию с заранее запрограммированными данными и делает оценку - вычисляет процент вероятности наличия заболевания. С результатом анализа пациент может ознакомиться уже через пару минут, получив график на электронную почту.
"Коллеги из компании ScientificCoin обратились ко мне с этим проектом в июне 2020 года. Меня заинтересовала как общественная значимость проекта, так и сложность задачи. Мало кто анализировал спектры выдоха человека, а уж проводить скрининг по нескольким заболеваниям — такого еще не было. По первым данным стало понятно, что стандартный подход к анализу спектров с помощью нейросетей не работает, почти сразу у меня возникла гипотеза, как можно улучшить качество работы нейронной сети. Затем с июня по октябрь мы искали разные комбинации параметров газоанализатора и нейронной сети, параллельно собирали выборку спектров выдоха. В это время мне помогала Алина Михайленко, теперь она студентка Механико-математического факультета. В случае с медицинским данными, их всегда тяжело собирать, ведь нужны подтвержденные диагнозы. Для чистоты сбора данных тогда использовали только один аппарат. В октябре нащупал верную дорожку, и к декабрю закончили настройку параметров (с октября я уже работал в одиночку). К этому времени как раз скопилась выборка в несколько сотен спектров. Я обучил нейронную сеть, результат был 85 % точности, сдал нейронную сеть коллегам для установки на аппарат, и под самый Новый год, 22 декабря, они подтвердили мою оценку точности на тестовой эксплуатации. Так что хороший подарок под Новый Год я получил", — говорит Александр Кугаевских.
По его словам, выдох меняется исключительно из-за приобретенных или врожденных заболеваний и не связан с полом или возрастом. Для того, чтобы верифицировать результаты методики, провели сравнение данных выдохов пациентов, полученных через газоанализатор, с медицинскими данными ПЦР-анализов пациентов, у которых диагноз коронавируса был подтвержден.
Для получения медицинского сертификата на газоанализатор необходимы статистические данные для официальных клинических исследований. Их сбор продолжается.
"Сертификация в России занимает 3 года, на это и расчет, что сейчас устройство будет сертифицировано в Европе, где эпидемия и не думает заканчиваться, а в это время мы разработаем новую архитектуру нейронной сети под разные заболевания. Тогда можно будет применять и в России", — объясняет Александр Кугаевских.
Кроме диагностики коронавируса, устройство поможет диагностировать и туберкулез, астму, диабет, рак легких и другие заболевания.
Фото на странице: Fusion Medical Animation / Фотобанк Unsplash
