一種與狗鼻子相媲美的疾病檢測系統

研究表明,受過訓練的狗狗通過嗅覺就能檢測出多種疾病,如肺癌、乳腺癌、卵巢癌、膀胱癌和前列腺癌等等。例如,在一些涉及前列腺癌的案例中,狗狗通過聞病人的尿液樣本就能完成檢測,其成功率高達99%。

成功率雖然高,但訓練狗狗需要的時間,其可用性和時間都是有限的。因此,科學家們一直在尋找能夠媲美狗狗嗅覺能力的裝置。

如今,麻省理工大學的研究人員開發了一套系統,通過檢測空氣樣本的化學成分和微生物含量,就能識別出帶有疾病特殊樣本,其靈敏度甚至超越了狗狗鼻子的嗅覺。

在過去幾年中,該研究團隊研發並持續改進了一種微型探測器系統,該系統包含了穩定的哺乳動物嗅覺傳感器,其數據通過典型的智能手機能力實時處理。研究團隊設想有一天,每部手機都能內置一個氣味探測器,就像現在每個手機都配有攝像頭一樣。

這種配備了機器學習開發的先進算法探測器,可能會比典型的篩查機制更早地發現疾病的早期跡象,甚至可能會對煙霧或氣體泄漏發出預警。

在最新的測試中,研究人員通過醫學檢測犬的訓練和處理方法,以及微型探測系統,檢測了確診的50位前列腺確診病例的尿液樣本。微型探測系統基於機器學習程序來梳理樣本之間的相似和不同之處,來幫助傳感器識別疾病。

在檢測相同的樣本時,人工系統能夠與狗狗檢測的成功率相匹配,這兩種方法的準確率都超過了70%。

研究人員表示,在檢測極限方面,傳感器已經比狗狗做的更好,微型檢測系統的靈敏度是狗狗嗅覺的200倍。通過實驗表明,狗狗的行爲,在一定程度上是可以複製的,通過訓練人工智能來模仿狗狗的嗅覺能力。

研究團隊希望將這項能力持續優化,以便將這項技術應用到臨牀診斷中,研究人員希望能夠檢測更多樣本,以提高系統檢測的準確性,但高昂的檢測成本也將成爲該項目的一大挑戰。好在該項目得到了前列腺基金會、美國國家癌症研究所和美國國立衛生研究院的支持。

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