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【前沿】根据气味诊治疾病 新型人工智能仪器为何这么牛?

2017-02-11 10:37
科技潮人
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有了这种成功的实践,非洲巨鼠被训练来嗅闻和诊断肺结核病。安特卫普扫雷组织与莫桑比克首都马普托的爱德华多·蒙德兰大学联合,训练非洲巨鼠识别肺结核患者的唾液样本。非洲巨鼠被关在玻璃笼内,在多个唾液样本间穿梭,当它停在某一样本前或摩擦前肢时,就代表这份样本感染了结核杆菌。受过训练的非洲巨鼠在3秒内可以从10个样本中嗅闻出肺结核样本,在20分钟内能筛选100个样本,成本仅20美分。如果靠化验师在实验室做化验检测,需耗时4天。

非洲巨鼠用于肺结核病的检测始于2013年2月,迄今已筛查逾34万个结核样本,防止了3.6万多个感染病例,并使所有利用非洲巨鼠诊断肺结核的诊所的检出率提升40%以上。安特卫普扫雷组织的美国总干事里克特希望,老鼠嗅闻肺结核病技术能在国际上推广,甚至扩大到艾滋病领域。目前,安特卫普扫雷组织正在等待世界卫生组织的批准。

智能仪器可辨17种疾病味儿

近日,发表在《美国化学学会·纳米》上的一篇文章描述了利用人工智能诊断疾病的结果。研究人员研发了一台人工智能仪器,只要有人对它吹口气,它就能根据气体中的化学成分辨析出17种疾病是否存在的痕迹。

这台人工智能仪器由以色列理工大学的哈萨姆·赫克团队研发,灵感来自公元前400年。当时的医生会通过嗅闻患者呼出的挥发性有机化合物来辨析疾病,比如嗅闻贵族婴儿的粪便和尿液的气味。于是,赫克等人研制了一台通过单一呼气样本准确检测多种疾病的“呼吸印记”仪器。这台仪器拥有人工智能的高度专业化的纳米矩阵传感器,用来分析患者呼气中的化合物,检测它们是否与导致疾病或疾病特有的挥发性有机化合物相吻合。

研究人员把17种疾病进行归类,确认了癌症、炎症和神经疾病三类疾病的特异性气味,然后从1404名志愿者中采集了2808个呼吸样本。结果发现,这17种疾病中的每一种都会产生一种不同的“呼吸印记”,分属于13种不同的挥发性有机化合物的组合。这些“呼吸印记”让研究人员能够准确发现受测者是否患有某种疾病。这些疾病包括肺癌、直肠癌、头颈部癌、膀胱癌、前列腺癌、肾癌、胃癌、卵巢癌、克罗恩病(又称局限性肠炎或节段性肠炎)、溃疡性结肠炎、肠道易激综合征、特发性帕金森病、非典型震颤麻痹、肺动脉高血压、多发性硬化症、先兆子痫和慢性肾病。

当然,这种人工智能仪器通过嗅闻呼出气味来分辨17种疾病只能说是“蛛丝马迹”,还需要使用目前在临床采用的多种常规诊断方式来确诊。虽然这种仪器目前没有应用于临床,只作为一种辅助诊断方式,但研究人员希望,未来这种仪器可以成为一种便携式设备,简单快速并准确检测多种疾病。

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