Разработки российских ученых способны распознавать вирус по звуку кашля и даже по запаху
Чтобы снижать заболеваемость коронавирусом, а также как можно раньше его диагностировать, российские ученые из самых разных регионов изобретают новые методики. При помощи специальных устройств вирус можно увидеть, услышать и даже буквально «унюхать».
Не просто показать наличие коронавируса, как это делают стандартные тест-системы, а пересчитать все его молекулы до единой. Новый тест, разработанный Роспотребнадзором, определит вирусную нагрузку на пациента. Имея такие данные, врачи скажут, насколько человек заразен. И смогут прогнозировать, как долго и тяжело будет болеть человек.
– Необходимо обследовать в динамике, смотреть, как быстро изменяется нагрузка, она может снижаться резко, тогда это благоприятный прогноз. Нагрузка может оставаться на том же уровне или увеличиваться. Это уже неблагоприятный прогноз, и врач, имея такой инструмент, может менять тактику лечения, – рассказывает Светлана Яцышина, руководитель научной группы по разработке новых методов диагностики ОРЗ ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора.
Тест проводится так же, как стандартный, максимум за полтора часа. А можно ли узнать врага в лицо всего лишь за 10 секунд?
Казалось бы, зачем ученому физического института, который в общем-то занимается диагностикой поломок в ракетных двигателях и турбинах атомных станций, кашлять на телефон? Возможно, скоро все мы последуем его примеру. Как только сможем скачать приложение, разработанное здесь.
Надсадный, сухой, с короткими толчками и тяжелым вдохом. Оказалось, что кашель больного коронавирусом, как и изъян в ракетном двигателе, имеет свои неповторимые акустические аномалии. Их улавливает микрофон современного смартфона. А искусственный интеллект, обученный в физическом институте, преобразует звук в картинку и указывает, если есть COVID.
– Вот именно на этом компьютере мы обучали нашу нейронную сеть, которая теперь может определять, болен ли человек или здоров, – показывает Вера Чуманская, сотрудник физического института им. П. Н. Лебедева, разработчик проекта по определению COVID-19 по кашлю.
Чтобы этот суперкомпьютер, на подобном моделировали большой взрыв, распознал именно COVID с точностью 97%, в него загрузили 40 тысяч образцов кашля. Эти образцы собирали в течение года в больницах России и стран СНГ. На врачей, которые работали в красной зоне, надевали звукозаписывающие устройства. Разработчики говорят: окончательный диагноз, конечно, поставит только медик, но система уже позволит существенно снизить распространение вируса. Тем более, что внедрить ее можно куда угодно.
– Это каршеринговая платформа, небольшой компьютер, он анализирует, был ли в машине человек, который может быть распространителем заболевания, через то, что он кашляет, фактически эта информация отправляется в каршеринговый центр, и машину могут отправить на дезинфекцию, – поясняет Дмитрий Михайлович Михайлов, научный сотрудник физического института им. П. Н. Лебедева РАН, руководитель проекта по определению COVID-19 по кашлю.
А сибирским ученым достаточно одного выдоха, чтобы уловить коронавирус. Институт в Томске представил газовый анализатор, он узнает COVID по запаху. Выдох закачивают в специальную камеру, нашпигованную самыми разными сенсорами. Похоже на принцип работы детектора дыма. Только данные просчитывает нейросеть. Вообще этот анализатор томские ученые создавали, чтобы по запаху определять рак.
– Газовый анализатор, по сути, является электронным носом, он ощущает запах, который исходит от человека, оказалось, он очень индивидуален для рака легкого, для рака верхних дыхательных путей, для внебольничной пневмонии и, что самое интересное для COVID-19, – говорит Владимир Чернов, заместитель директора Томского Национального исследовательского медицинского центра РАН по научной и инновационной работе, профессор.
– Точность, специфичность и точность диагностики соответствует другим технологиям, которые применяются, например, магнитнорезонансная томография и компьютерная томография, – комментирует Вадим Степанов — директор Томского Томского Национального исследовательского медицинского центра РАН, член-корреспондент РАН.
И газовый анализатор, и система распознавания кашля еще в стадии регистрации. Но и до официального запуска о российских технологиях уже заинтересовались за рубежом.