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

  • 26/05/2020

    Наука будущего: беспилотник на солнечных батареях, обрывы проволоки и молекулярные ножницы

    Как совмещать открытия в медицине и в космической сфере, чем бактериальная целлюлоза поможет экологии планеты и можно ли излечить от болезни, отредактировав ДНК, — в материале портала "Будущее России.
    1461
  • 12/03/2021

    В Новосибирске обсудили актуальные разработки сибирских ученых

     Указом президента РФ 2021 год объявлен Годом науки и технологий. Сибирское отделение РАН может гордиться не только научно-технологическим заделом и фундаментальными исследованиями, но и множеством прикладных разработок в самых разных областях, которые готовы к внедрению.
    521
  • 15/02/2021

    Сдано в печать. Уникальные биоразлагаемые имплантаты изготовят на 3D-принтере

    Когда-то в деревнях пилили медный пятак и давали порошок травмированному человеку, чтобы кости у него быстрее срослись. С тех пор выяснилось, что «строительным материалом» для костей является не только и не столько медь.
    442
  • 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.
    1610
  • 11/02/2021

    Новосибирские учёные работают над технологией получения водорода из солнечного света

    Заработать на солнце – можно, уверены новосибирские химики: учёные работают над технологией,  позволяющей получить водород с использованием солнечного света.  Можно ли заработать на солнце? Вполне, подтверждают исследования новосибирских химиков.
    620
  • 09/04/2021

    Инновационный новосибирский тест на COVID-19 по дыханию представили на крупной выставке в Москве

    ​Учёные ведущих вузов России и эксперты экспортного центра оценили устройство новосибирских разработчиков, позволяющее сдать тест на коронавирус по дыханию.  Разработанный учёными Института автоматики и электрометрии СО РАН и компании «Сайнтификкоин» газоанализатор HEALTHMONITOR, позволяющий сдать тест на COVID-19 по дыханию, представили на международной выставке «Фотоника.
    487
  • 11/02/2021

    Диагностирующий COVID-19 по дыханию российский прибор могут сертифицировать в ЕС в мае

    ​Прибор для диагностики коронавируса по выдоху человека, разработанный учеными Института автоматики и электрометрии (ИАиЭ) СО РАН, планируется сертифицировать в ЕС в мае текущего года, а в России не ранее чем через год, сообщил ТАСС исполняющий обязанности заведующего лабораторией физики лазеров ИАиЭ СО РАН Сергей Микерин.
    683
  • 15/02/2021

    Наука - великая поэзия...

    Великая поэзия нашего века — это наука с удивительным расцветом своих открытий, своим завоеванием материи, окрыляющая человека,чтоб удесятерить его деятельность. Э. Золя  День российской науки учрежден Указом Президента Российской Федерации от 7.
    389
  • 19/04/2021

    Русский космос: Иллюзия полёта

    ​​Для оттачивания навыков космической фотосъёмки компания «СофтЛаб-НСК» разработала специальный тренажёр, который уже этой весной будет установлен в Звёздном городке, в Центре подготовки космонавтов имени Ю.
    388
  • 11/02/2021

    Наука выходит в поле: биотехнологический научно-образовательный центр поможет развитию АПК

    В конце января приступил к работе Сибирский биотехнологический научно-образовательный центр мирового уровня, созданный в нашем регионе в рамках национального проекта «Наука». Уже сегодня там идет работа над 46 прикладными проектами из самых разных областей.
    487