Один из способов оперативной диагностики состояния организма разработан учеными Института автоматики и электрометрии СО РАН совместно с компанией ScientificCoin. С помощью созданного ими газоанализатора Healthmonitor можно с точностью до 85 % определить наличие в организме коронавирусной инфекции. В исследовании приняли участие уже более 2500 человек. 

Человек делает выдох в специальную трубку, газы из выдоха попадают в спектрометр, который выдает их спектральные параметры. А нейросеть анализатора, разработанная доцентом кафедры компьютерных технологий Факультета информационных технологий НГУ Александром Кугаевских, сравнивает полученные параметры с заложенными в нее данными и оценивает процент вероятности наличия заболевания. Результат анализа пациент может узнать уже через пару минут, график приходит 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, — рассказал Александр Кугаевских. 

По словам разработчика нейросети, выдох не зависит от пола и возраста, а меняется лишь из-за приобретенных или врожденных заболеваний человека. Для верификации результатов методики предварительно проводилось сравнение данных выдохов пациентов, полученных на газоанализаторе, с медицинскими данными ПЦР-анализов пациентов с подтвержденным диагнозом коронавируса. 

На данном этапе идет сбор статистических данных для официальных клинических исследований, необходимых для получения медицинского сертификата на газоанализатор. 

— 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, — добавляет Александр Кугаевских. 

Газоанализатор может быть использован также для диагностики таких заболеваний, как туберкулез, астма, диабет, рак легких и другие.

Источники

Ученый НГУ создал нейросеть для газоанализатора, помогающего выявлять коронавирус
Новосибирский государственный университет (nsu.ru), 03/03/2021
Выдох для диагностики заболеваний
Научная Россия (scientificrussia.ru), 03/03/2021
Нейросеть для выявления коронавируса создал ученый НГУ | VN.RU - новости Новосибирской области
Все новости Новосибирской области (vn.ru), 04/03/2021
Ученый НГУ создал нейросеть для газоанализатора, помогающего выявлять коронавирус
News-Life (news-life.pro), 05/03/2021
Ученый НГУ создал нейросеть для газоанализатора, помогающего выявлять коронавирус
Russian.city, 05/03/2021
Ученый НГУ создал нейросеть для газоанализатора, помогающего выявлять коронавирус
Covid.russia24.pro, 05/03/2021
Коронавирус можно диагностировать по выдоху
Московский Комсомолец # Молдова (mk.kn.md), 09/03/2021
Коронавирус можно диагностировать по выдоху
Кишинёвские Новости, 09/03/2021

Похожие новости

  • 25/05/2021

    Ученые создали спектральный комплекс для аналитического контроля материалов атомной промышленности

     Ученые кафедры оптических информационных технологий Новосибирского государственного технического университета НЭТИ, Института автоматики и электрометрии (ИАиЭ СО РАН) вместе с компанией «ВМК-Оптоэлектроника» разработали комплекс оптического спектрального оборудования для определения массовых долей элементов Периодической системы Менделеева в веществах и материалах.
    1810
  • 07/06/2021

    Директор СУНЦ НГУ рассказала о новом корпусе заведения

    Строительство нового корпуса физико-математической школы при Новосибирском государственном университете (СУНЦ НГУ) позволит привлечь новых преподавателей и увеличить количество научных лабораторий в учебном заведении для раскрытия талантов отдельных школьников.
    376
  • 02/03/2021

    Ученые НГТУ НЭТИ и ИХТТМ СО РАН создали стенд для испытаний деградации аккумуляторов электромобилей

    Ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ создали лабораторную установку для испытаний литиевых аккумуляторов (ЛИА) для электромобилей с целью определения деградационной стойкости аккумуляторов.
    945
  • 16/12/2020

    Новосибирские ученые первыми в мире получили данные о механизме прохождения ценных промышленных газов через перспективный пористый материал ZIF-8

    ​​Ученые из лаборатории структуры и функциональных свойств молекулярных систем НГУ, сотрудники Института катализа СО РАН Даниил Колоколов, Александр Художитков и Александр Степанов совместно с другими исследователями провели работу по экспериментальному измерению диффузии легких углеводородов.
    1064
  • 09/07/2021

    Год науки и технологий/Наука и университеты: Специализированные учебные научные центры погружают детей в прикладную науку

     В Год науки и технологий Правительство РФ внесло на рассмотрение Государственной Думы законопроект о финансировании специализированных учебных научных центров (СУНЦ) из федерального бюджета, а не через систему грантов, как это было раньше.
    1211
  • 03/02/2021

    Программа мероприятий, посвященных Дню российской науки

    ​Ежегодно 8 февраля российское научное сообщество отмечает свой профессиональный праздник — День российской науки. ​ По традиции к этой дате в институтах и вузах, находящихся под научно-методическим руководством Сибирского отделения РАН, приурочены научно-популярные мероприятия: дни открытых дверей, экскурсии, лекции и так далее.
    2501
  • 23/06/2021

    Студент Высшего колледжа информатики НГУ создал тепловизор, который можно сделать в домашних условиях

    В рамках дипломной работы студент 4-го курса Высшего колледжа информатики НГУ направления «Компьютерные системы и комплексы» Никита Тумашевич разработал тепловизор, время автономной работы которого составляет до десяти часов.
    679
  • 06/04/2021

    Сотрудничеству СО РАН и Тюменского государственного университета придан новый импульс

    В ТюмГУ с рабочим визитом побывали директор Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, главный учёный секретарь СО РАН академик Дмитрий Маркович и директор Института экономики и организации промышленного производства СО РАН академик Валерий Крюков.
    875
  • 19/09/2019

    НГУ и ИЯФ СО РАН представили на форуме «Технопром» инновационную методику лечения рака

    ​​C 18 сентября в рамках VII Международного форума технологического развития «Технопром» Новосибирский государственный университет и Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера представят стенд, посвященный совместной работе центра бор-нейрозахватной терапии онкологических заболеваний.
    1938
  • 30/03/2021

    "Новая медицина" в университетах Проекта 5-100

    Представляем вам вторую часть обзора последних исследований и открытий, сделанных в университетах Проекта 5-100 по направлению «Новая медицина», согласно тематическому плану Года науки и технологий. Безусловно, самым важным и актуальным в медицинской науке последнего времени остается изучение коронавируса.
    523