Naučnici su razvili prvi u svetu dijagnostički test, koji pokreće veštačka inteligencija, koji može da identifikuje poznate respiratorne viruse u roku od pet minuta iz samo jednog brisa nosa ili grla. Novi dijagnostički test mogao bi da zameni trenutne metode koje su ograničene na testiranje samo jedne infekcije – kao što je test bočnog toka za COVID-19 – ili su na neki drugi način zasnovane na laboratoriji i oduzimaju mnogo vremena ili su brze i manje tačne.
Nova metodologija otkrivanja i identifikacije virusa opisana je u radu objavljenom u ACS Nano, čiji je autor DPhil student Odseka za fiziku Nicolas Shiaelis, zajedno sa odgovarajućim autorima profesorom Ahilefsom Kapanidisom sa Odseka za fiziku i dr Nikol Rob sa Univerziteta u Vorviku i posetom Predavač na Oksfordskom odseku za fiziku.
Rad pokazuje kako mašinsko učenje može značajno poboljšati efikasnost, tačnost i vreme potrebno ne samo da se identifikuju različite vrste virusa, već i da se napravi razlika između sojeva.
Nicolas Shiaelis i dr Robb su sarađivali sa bolnicom John Radcliffe kako bi potvrdili novu metodu koja koristi AI softver za identifikaciju virusa. Revolucionarna tehnologija testiranja kombinuje molekularno obeležavanje, kompjuterski vid i mašinsko učenje kako bi se stvorila univerzalna dijagnostička platforma za snimanje koja gleda direktno na uzorak pacijenta i može da identifikuje koji je patogen prisutan za nekoliko sekundi—slično kao softver za prepoznavanje lica, ali za klice.
Preliminarna istraživanja su pokazala da bi ovaj test mogao da identifikuje virus COVID-19 u uzorcima pacijenata, a dalji rad je utvrdio da se test može koristiti za dijagnostikovanje više respiratornih infekcija.
U studiji, istraživači su počeli obeležavanjem virusa jednolančanom DNK u preko 200 kliničkih uzoraka iz bolnice Džon Radklif. Slike obeleženih uzoraka su snimljene korišćenjem komercijalnog fluorescentnog mikroskopa i obrađene prilagođenim softverom za mašinsko učenje koji je obučen da prepozna specifične viruse analizom njihovih fluorescentnih oznaka, koje se različito prikazuju za svaki virus jer se veličina njihove površine, oblik i hemija razlikuju.
Rezultati pokazuju da je tehnologija u stanju da brzo identifikuje različite tipove i sojeve respiratornih virusa, uključujući grip i COVID-19, u roku od pet minuta i sa >97% preciznosti.
Godine 2021. Nikolas Šijaelis i dr Rob su osnovali Pictura Bio na Univerzitetu u Oksfordu koji sada licencira tehnologiju. „Naš cilj u Pictura Bio je da ovu metodu pretvorimo u dijagnostički test kreiranjem namenskog snimača slike i kertridža za jednokratnu upotrebu za upotrebu u testiranju na licu mesta, sa ograničenim unosom od strane korisnika“, objašnjava Nikolas Šiaelis. „Takođe proširujemo broj virusa na kojima su modeli obučeni i na kraju ćemo početi da gledamo druge patogene, kao što su bakterije i gljivice, u respiratornim uzorcima, krvi i urinu.
Dr Rob nastavlja: „Slučajevi respiratornih infekcija u zimu 2022/23. dostigli su rekordno visok nivo, povećavajući broj ljudi koji traže medicinsku pomoć. Ovo u kombinaciji sa zaostatkom u vezi sa COVID-19, nedostatkom osoblja, strožim budžetima i starenjem stanovništva stavlja NHS i njena radna snaga pod ogromnim i neodrživim pritiskom“.
„Naš pojednostavljeni metod dijagnostičkog testiranja je brži i isplativiji, tačniji i dokaz za budućnost nego bilo koji drugi test koji je trenutno dostupan. Ako želimo da otkrijemo novi virus, sve što treba da uradimo je da ponovo obučimo softver da ga prepozna, a ne razviti potpuno novi test. Naši nalazi pokazuju potencijal ove metode da revolucioniše virusnu dijagnostiku i našu sposobnost da kontrolišemo širenje respiratornih bolesti.“
Nicolas Shiaelis zaključuje: „Neizbežno je da će se pojaviti i drugi virusi slični COVID-u. Ovo pojačava potrebu za naprednijom tehnologijom dijagnostičkog testiranja kako bismo mogli smanjiti uticaj novih virusa na javno zdravlje i NHS.“
