С момента появления первого iPhone в 2007 году, смартфоны стали использоваться всюду. Одна из областей, где устройства обладают новыми перспективами, — это медицинская диагностика. Гаджеты могут вскоре изменить методы выявления диабета, измерения женской фертильности или обнаружения рака.
Вычислительная мощность современных смартфонов, вместе с высококачественными камерами и набором постоянно обновляемых сенсоров, делает устройства пригодными для решения всех видов задач. В медицине ученые совершают достижения, которые используют эти возможности для диагностики различных состояний пациентов. Вот несколько таких примеров.
Тест на женскую фертильность с помощью смартфона
Смартфон может сделать определение фертильности в домашних условиях дешевле и проще. Подобная технология была разработана учеными из Университета Бригама Янга (США) и продемонстрирована в 2018 году.
Тест состоит из предметного стекла, на которое наносится образец слюны. По мере высыхания жидкости она кристаллизуется в структуру, похожую на папоротник. Четко выраженные узоры могут выявить, на какой стадии менструального цикла находится объект. Камера смартфона и специальное приложение делают всю дальнейшую работу по анализу образца.
Эксперименты показывают, что смартфон может определить фазу овуляции менструального цикла с точностью 99%. Это может стать ключом к успешному зачатию.
Определение сахарного диабета 2 типа
Система на базе смартфона может изменить способ диагностики диабета. Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско представили исследование, в котором для обнаружения диабета 2 типа с точностью до 80% использовался смартфон, а точнее камера устройства. В методике используется фотоплетизмография (ФПГ) — подход, при котором изменения объема крови можно обнаружить, направив свет на ткани образца.
Ученые использовали камеру смартфона и вспышку, а также алгоритм глубокого обучения. Этот метод точно выявлял диабет у 80% пациентов. Метод оказался более точным, если при этом ввести данные пациента, такие как индекс массы тела и возраст.
Сотрясения
Приложение под названием PupilScreen использует вспышку телефона для стимуляции глаз. Затем камера устройства снимает трехсекундное видео в поисках признаков сотрясения мозга. Обнаружить сотрясение мозга можно посмотрев в глаза объекта — беспорядочные движения или неспособность отслеживать движущиеся объекты могут указывать на травму головного мозга.
В 2017 году ученые из Вашингтонского университета разработали приложение для обнаружения сотрясения мозга под названием PupilScreen. Алгоритм глубокого обучения обнаруживает изменения в реакции пациентов на свет. В экспериментах приложение показывало практически 100-процентную точность.
Рак поджелудочной железы и кожи
Смартфоны могут выявить ранние признаки рака поджелудочной железы. Приложение для смартфонов, также разработанное в Вашингтонском университете, представляет собой возможный инструмент для скрининга этого заболевания путем выявления признаков желтухи, одного из первых симптомов рака поджелудочной железы.
Технология использует камеру смартфона и алгоритмы компьютерного зрения для поиска повышенных уровней билирубина — вещества, которое приводит к пожелтению кожи и глаз, что наблюдается при желтухе. Приложение измеряет длины волн света, которые поглощаются частью глазного яблока. В ходе испытаний ученые смогли правильно обнаружить эти ранние признаки рака поджелудочной железы в 89,7% случаев.
Другой тип рака, который смартфоны могут обнаружить раньше, — это рак кожи. В 2017 году ученые из Стэнфордского университета использовали смартфон, чтобы выявить меланому на ранних стадиях.
Технология основана на алгоритме искусственного интеллекта, который использует глубокое обучение для обнаружения меланом на ранних стадиях после обучения на более чем 100 000 изображений кожных повреждений. В ряде тестов производительность системы была сравнима с профессиональными дерматологами.
ВИЧ и сифилис
В 2015 году ученые из Колумбийского университета разработали многофункциональный ключ, который можно подключить к смартфону, чтобы он мог обнаруживать ВИЧ и сифилис. Устройство основано на одноразовых пластиковых кассетах, наполненных реагентами, способными обнаруживать антитела для обоих заболевания. Для этого требуется капля крови пациента.
Группа провела испытания технологии в Руанде, в ходе которых продемонстрировала, что результаты можно получить всего за 15 минут. Мобильность, простота использования и стоимость изготовления аксессуара (около 2 500 руб), делают метод подходящим решением для здравоохранения в развивающихся регионах, где доступ к такого рода тестам может быть ограничен.