Новаторский тест на COVID-19 требует только Apple Watch
ОЗЕРО ЭЛСИНОР, КАЛИФОРНИЯ - 22 марта: Медицинский персонал из больниц системы здравоохранения Университета Риверсайд (Калифорния) проводит тест на коронавирус человеку во время проездного теста на парковке Diamond Stadium, 22 марта 2020 года в озере Эльсинор, Калифорния. Боб Риха-младший / Getty Images
Добро пожаловать в новую серию интервью «Изменяя мир» в разделе «Обозреватель инноваций». Каждую неделю мы разговариваем с новатором, предпринимателем и / или компанией, которая делает мир лучше с помощью науки, бизнеса и технологий.
Существует длинный список причин, по которым пандемия COVID-19 опустошила Соединенные Штаты в геометрической прогрессии больше, чем в любой другой стране, причем политика, демография и экономика сыграли свою роль в катастрофе. Вместе они сговорились помешать науке и медицинской инфраструктуре, необходимой для борьбы со вспышкой вируса, создав ситуацию, в которой тестирование на COVID-19 стало настолько редким, дорогостоящим и откладываемым в некоторых штатах, что оно почти бесполезно. Во многих случаях для получения результатов тестирования от потенциально инфицированных людей требуется около двух недель, что позволяет беспрепятственно передавать.
На данный момент в Соединенных Штатах погибло более 180 000 человек, каждый день умирает еще не менее 1000 человек, а положительные показатели все еще растут, поэтому чрезвычайная ситуация продолжается до такой степени, что стала ужасающей фоновой музыкой.
Ученые и врачи изо всех сил пытались найти решения, чтобы закрыть этот пробел. В пятницу администрация Трампа закупила у Abbott Labs десятки миллионов экспресс-тестов для групп высокого риска в надежде запустить их этой осенью. Но, учитывая количество бессимптомных носителей и природу вируса равных возможностей, это все равно оставит более 100 миллионов американцев непроверенными и уязвимыми, поскольку страна работает над восстановлением и восстановлением нормальной жизни в разрушенной экономике.
Постоянный мониторинг, по-видимому, является окончательным решением для обнаружения вируса и контроля над распространением пандемии. NeuTigers, компания, выросшая из Принстонского университета, близка к завершению разработки цифрового решения для тестирования в реальном времени с помощью датчиков и программного обеспечения Covid-Deep. Компания разработала программу неинвазивного искусственного интеллекта, которая, по ее словам, может идентифицировать COVID-19 с точностью до 99,6 процента, используя только передовые умные часы, а при переносе на Apple Watch он все еще может обнаруживать его с точностью до 95 процентов. точность.
Мы поговорили с техническим директором NeuTigers Вишу Ганакотой о развитии технологии, ее прогрессе и перспективах, а также о цели сделать ее доступной в течение следующего месяца по очень низкой цене.
Этот проект начался задолго до того, как разразился COVID-19. Каково было его происхождение?
Они смогли придумать алгоритм, основанный на том, как работает человеческий мозг. Когда мы маленькие, у нас есть целый набор нейронов. Фактически, у нас больше нейронов в раннем детстве, чем в старом. Что происходит, так это то, что по мере того, как мы взаимодействуем с миром, когда мы испытываем новые вещи, формируются связи. И все остальное, нейроны, которые не смогли сформировать связи, обрезаются.
Но в традиционных моделях машинного обучения связи происходят между каждым слоем; один слой переходит на другой слой на другой слой и так далее. Традиционно доказано, что чем больше у вас слоев, тем выше точность, потому что каждый слой улавливает нюансы в том, что вы пытаетесь распознать.
Команда из Принстона опровергла расхожее мнение и заявила, что человеческий мозг работает не так. Человеческий мозг состоит всего из шести или семи слоев, и он по-прежнему удивительно точен в различных задачах. Человеческий мозг может подключаться к разным слоям, и они придумали алгоритм, который по сути оцифровывает функции человеческого мозга. У них есть несколько алгоритмов, которые могут не только уменьшить размер нейронных сетей, но они также чрезвычайно точны. И они все еще могут уменьшаться настолько, что могут работать с датчиками, часами, мобильными устройствами и сенсорным экраном.
См. Также: Вакцина против COVID-19 может быть быстро отслежена, но повторное инфицирование представляет новый риск
Истоки проекта лежали в разработке модели диагностики психического здоровья и диабета. У нас все еще есть эти модели, и мы можем начать валидационные исследования. Фактически, мы смогли это сделать до начала эпидемии вируса. Вероятно, это будет еще более значительным для пациентов с психическим здоровьем после вспышки, потому что пандемия влияет на многих людей по-разному.
Это такой новый, новый вирус, который все еще изучается - как вы так быстро нашли способ проверить его таким образом?
Данные поступили из очага вспышки вируса в регионе Ломбардия в Италии. По сути, у нас была договоренность с больницей, где мы прикрепляли к пациенту цифровой датчик, в данном случае умные часы. В умных часах были датчики GSR - кожно-гальванической реакции. У него есть датчики температуры кожи. У него есть датчики для измерения вашего пульса. Кроме того, мы добавили артериальное давление и пульсоксиметр для измерения насыщения кислородом.
Мы следовали строгим стандартам медицинских исследований. Самое важное в машинном обучении - это данные. Поэтому у нас были врачи в больнице для тестирования этих пациентов, оценки их симптомов и маркировки их статуса COVID. А потом мы также собрали с них данные датчиков. Мы собрали их вместе и превратили в нейронную сеть.
Тест NeuTigers Covid-Deep на COVID-19 работает на смартфоне NeuTigers
Как долго это длилось?
Нам нужно было пройти одобрение институционального контрольного совета, то есть одобрения этического комитета. Мы не собираем никакой личной информации о пациенте, она не имеет отношения к модели. Мы не навязчивы, мы не вводим пациенту иглы и не собираем образцы крови, поскольку это не имеет отношения к модели. Затем мы потратили два месяца на сбор данных примерно от 100 пациентов в разных местах, а затем провели анализ, чтобы разработать эту модель.
У COVID много общих симптомов с другими заболеваниями, поэтому как узнать, что вы обнаруживаете этот вирус по сравнению с другим подобным заболеванием?
Мы можем различать здорового человека, человека, который выглядит здоровым, но не имеет симптомов и все еще может переносить вирус, и человека, у которого действительно есть явные симптомы вируса. И мы можем определить, что это именно COVID. Оказывается, этот вирус имеет уникальную сигнатуру того, как он воздействует на тело, и датчики также могут собирать эти данные.
И все это можно сделать на чем-то вроде Apple Watch?
В часах, которые мы использовали для разработки модели, есть специальные часы исследовательского уровня, в которых есть все датчики, а типичные умные часы, доступные на рынке, не имеют всех датчиков. Поэтому мы разработали, по сути, 10 различных комбинаций моделей с различным уровнем точности более 90 процентов, поэтому, если у вас нет датчика гальванической реакции кожи GSR, если у вас просто обычные умные часы с датчиком температуры кожи или пульсометром, мы можно развернуть модель.
Вы надеваете часы, запускаете приложение на мобильном устройстве, и тогда мы можем собирать данные. Моделям требуется всего от 15 до 20 секунд сбора данных, чтобы предсказать ваш статус.
А что, если у людей нет умных часов? Как сделать это еще более масштабируемым?
Если у них нет умных часов, у них все еще есть доступ к артериальному давлению. У большинства людей есть доступ к каким-либо аппаратам для измерения артериального давления - например, вы можете обратиться в местное CVS и получить показания артериального давления. А затем пальцевый пульсоксиметр, который можно купить на Amazon за 20 долларов. И только сочетание этих двух и краткого опроса о ваших симптомах может дать нам 95-процентную точность.
Итак, когда это появится на рынке?
Он был разработан на основе данных пациентов из Италии и итальянского происхождения, поэтому мы хотим убедиться, что одинаковая точность данных сохраняется для людей разной национальности, разного финансового положения и т. Д. Поэтому мы начали валидационные исследования. Сейчас он запускается в нескольких местах. У нас есть один в Париже, один в очереди возле Женевы, один в Северной Африке, третий в Японии и еще один в Индии.
Мы работаем над приложением в тандеме. Мы начнем через несколько недель. Мы разрабатываем цены, но это будет намного дешевле, чем любой тампон или любой другой доступный тест. Это менее инвазивно и непрерывно.
комментариев