06.01.2017
Редакция Naked Science

Обоняние нейросети проверили на 17 болезнях

Международная группа ученых впервые показала, что заболевания человека обладают специфическим профилем летучих веществ, с помощью газоанализатора на основе наночастиц и машинного обучения. Результаты работы представлены в журнале ACS Nano.

untitled-2
©Wikipedia

Известно, что заболевания могут менять метаболизм клеток и приводить к выделению специфических летучих органических веществ (ЛОВ). Диагностика по запахам практиковалась еще в древности (примерно с 400 года до нашей эры), однако ее точность сильно зависела от обоняния врача. Поэтому ученые ищут способы повысить надежность такой диагностики посредством технологий.

 

Наиболее перспективными в этой связи считаются методы газовой хроматографии и масс-спектрометрии. Прошлые работы показали, что они могут использоваться в диагностике по запаху в инфектологии и онкологии. Вместе с тем хроматографы и спектрометры являются громоздкими и дорогими. Кроме того, универсальной техники для выявления разных болезней на их основе не существует.

 

В новой работе ученые из Израильского технологического института и других учреждений использовали с этой целью систему Na-Nose. Она включает в себя портативный газоанализатор на базе наночастиц золота или углеродных нанотрубок, покрытых органическими лигандами, и программную часть в виде искусственной нейросети. Последняя позволяет автоматизировать диагностику.

 

Дизайн эксперимента. / © Morad K. Nakhleh et al., ACS Nano, 2016

 

Связываясь с лигандами, выдыхаемые человеком ЛОВ меняют электрическое сопротивление между наночастицами или нанотрубками, после чего сигнал обрабатывается алгоритмом. Система испытывалась на образцах дыхания 1404 человек из пяти стран (Израиля, Франции, США, Китая и Латвии). Большинство испытуемых (813 человек) являлись пациентами местных клиник.

 

Всего в работе рассматривались 17 заболеваний, в том числе рак легких, болезнь Крона, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, язвенный колит и другие. По итогам обучения алгоритма (ранее он тестировался на более чем 8000 пациентов) точность единовременного распознавания отдельного заболевания составила 86 процентов. Система также оказалась способна к параллельной диагностике.

 

По мнению авторов, несмотря на хороший показатель распознавания, метод не является полностью универсальным. Так, с диагностикой ряда заболеваний, например рака простаты, система не справилась — более уместными в их случае могут быть тесты, не связанные с ЛОВ. Сейчас ученые работают над мобильностью прибора: его планируется адаптировать к смартфонам и другой электронике.

 

Презентация технологии. / © Technion

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 13:36
Василий Парфенов

Вопрос активности венерианских вулканов занимает планетологов давно. Если они до сих пор извергаются или делали это недавно по геологическим меркам, то недра второй планеты от Солнца по-прежнему активны. Однако получить достоверные данные подтверждающие или опровергающие активность вулканов на Венере до сих пор не получалось. Зато недавно ученые получили еще одно пусть и косвенное, но вполне надежное свидетельство «бурной жизни» геологических формирований на «сестре Земли».

Вчера, 13:05
Сколтех

Ученые из Сколтеха и их коллеги изучили генетические характеристики дельта-штамма коронавируса в России. Выяснилось, что всего одна разновидность дельты за короткое время оказалась ответственной за подавляющее большинство случаев заболевания коронавирусом в России — во многих других странах ситуация развивалась иначе. Авторы исследования объясняют доминирование этой разновидности в нашей стране волей случая, а не повышенной заразностью или устойчивостью к иммунитету.

Вчера, 13:57
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили, что крупный торговый центр на севере Франции построен на месте некрополя IV века.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

Позавчера, 13:36
Василий Парфенов

Вопрос активности венерианских вулканов занимает планетологов давно. Если они до сих пор извергаются или делали это недавно по геологическим меркам, то недра второй планеты от Солнца по-прежнему активны. Однако получить достоверные данные подтверждающие или опровергающие активность вулканов на Венере до сих пор не получалось. Зато недавно ученые получили еще одно пусть и косвенное, но вполне надежное свидетельство «бурной жизни» геологических формирований на «сестре Земли».

3 декабря
Алиса Гаджиева

У погибшего почти 70 миллионов лет назад хищника была трудная жизнь: помимо обычного набора проблем, таких как схватки с сородичами, он страдал от зубной боли.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

3 декабря
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: