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.
    1942
  • 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.
    506
  • 26/05/2021

    Пять промышленных кластеров смогут получить развитие в Новосибирской области

    По рекомендации Ассоциации кластеров, технопарков и ОЭЗ России, в Новосибирской области возможно развитие электротехнического, химического, машиностроительного и медицинского кластеров, а также кластера цифрового оборудования.
    1137
  • 12/03/2021

    Премьер пообещал поддержку новосибирским проектам

    Подчеркнув, что «образование – опора, на которую можно поставить все, что вы хотите», свой визит в Новосибирский Академгородок глава Правительства РФ Михаил Мишустин начал с посещения Специализированного учебно-научного центра (говоря по старинке, физматшколы) Новосибирского государственного университета (СУНЦ НГУ).
    253
  • 15/04/2021

    Руководство институтов СО РАН и компании Huawei обсудили перспективы расширения научно-технологического сотрудничества

     9 апреля 2021 года В Институте вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН (ИВМиМГ) состоялось совещание руководителей ряда институтов СО РАН с делегацией компании Huawei Technologies Co.
    1143
  • 12/04/2021

    Сибирские ученые — космосу

    ​Научная сессия апрельского Общего собрания СО РАН была посвящена 60-летию полета Юрия Гагарина в космос и объединена названием «Ученые Сибири на службе космической отрасли».  Председатель Сибирского отделения РАН, глава Объединенного ученого совета по химии СО РАН академик Валентин Николаевич Пармон перечислил ряд работ, выполненных химиками в интересах космоса.
    1434
  • 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.
    635
  • 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.
    1695
  • 20/11/2020

    На форуме в Новосибирске обсудили применение искусственного интеллекта и защиту от вирусов

    Темами прошедшего в Новосибирске пятого Международного форума «Городские технологии» — 2020 стали использование инноваций для модернизации городской инфраструктуры и защита городов от вирусных и бактериологических инфекций.
    986
  • 11/02/2021

    И женское дело тоже: три истории новосибирских женщин-учёных

    ​​Возможность получать такое же образование, какое получают мужчины, у женщин появилась относительно недавно. В России, например, всего 103 года назад — после революции. Тем не менее женщины наукой всегда не просто интересовались, а двигали прогресс вперёд и совершали настоящие открытия.
    913