Собаки, датчики и искусственный интеллект: инновационный подход к выявлению ранних признаков рака по запаху дыхания

Когда Хлоя не бегает по поместью в пригороде Бангалора, технологической столицы этой страны, она занимается совсем другим делом: выявлением возможных случаев рака по запаху человеческого дыхания. Четырёхлетняя собака участвует в проекте, который сочетает необычайное обоняние собак с искусственным интеллектом (ИИ) для разработки метода раннего выявления заболевания. Инициатива реализуется стартапом Dognosis, который обучает собак распознавать химические соединения, связанные с различными видами рака. Новизна проекта заключается в том, что животные работают в 3D-печатных шлемах и шлейках, оснащённых датчиками, способными регистрировать их мозговую активность, дыхание и язык тела. «Цель состоит в том, чтобы преобразовать реакции собак в данные, поддающиеся анализу с помощью ИИ. «За час они могут понюхать тысячу раз. Каждый вдох позволяет оценить один образец», — пояснил агентству AFP 26-летний Акаш Кулгод, соучредитель компании. «Ряд исследований, проведённых в разных странах, уже доказал, что собак можно обучить выявлять такие заболевания, как рак, болезнь Паркинсона или COVID-19. Dognosis стремится сделать ещё один шаг вперёд, превратив эти биологические способности в стандартизированный медицинский инструмент. «Раннее выявление особенно актуально в Индии, где многим пациентам ставят диагноз, когда болезнь уже находится в запущенной стадии». Компания считает, что собаки могут стать первым этапом быстрой и недорогой диагностики перед проведением более сложных исследований. «В настоящее время Хлоя входит в группу из 15 собак, участвующих в программе. Большинство из них — бигли, хотя есть также представители породы бельгийская овчарка малинуа и помеси рабочих пород. Некоторые были усыновлены, а другие — получены от сертифицированных заводчиков». «Это как костюм Железного человека для собачек», — описал Кулгод, который происходит из семьи врачей и изучал когнитивные науки в Калифорнийском университете. «Процедура проста. Пациент дышит в течение примерно 10 минут через хлопковую маску. Затем образец герметично упаковывается в пакет и доставляется в лабораторию для исследования одной из обученных собак». По данным компании, исследование, проведенное совместно с шестью больницами штата Карнатака, охватило более 1500 участников и недавно было опубликовано в научном журнале Journal of Clinical Oncology. «В ходе исследования было проанализировано 1502 образца, из которых 283 принадлежали пациентам с раком, подтверждённым биопсией. По словам авторов, система смогла с точностью более 90 % выявить опухоли головы и шеи, молочной железы, легких, а также гинекологические, желудочно-кишечные и мочеполовые опухоли. Кроме того, они утверждают, что метод сохранял аналогичный уровень эффективности на ранних стадиях заболевания. Исследователи сообщили о точности 90 % при выявлении семи различных видов рака. «Специалисты, не участвовавшие в проекте, отнеслись к результатам с осторожностью». «Это многообещающее исследование, первый сигнал», — заявил Сантош Кумар Девадас, заведующий отделением онкологии больницы Memorial Ramaiah в Бангалоре. Однако он отметил, что прежде чем делать окончательные выводы, необходимо расширить масштаб испытаний. В том же духе онколог Нилеш Редди из больниц Манипал отметил, что ещё предстоит проверить, какова будет реальная полезность этой технологии в повседневной клинической практике. «Руководители проекта уверяют, что благополучие животных является приоритетом. Собаки работают от 30 до 45 минут в день и получают вознаграждение в виде еды каждый раз, когда правильно идентифицируют образец». Испытания проводятся на специально разработанных платформах, оборудованных автоматическими дозаторами вознаграждений. «Итмар Битан, соучредитель компании Dognosis и бывший член кинологического подразделения израильских сил специального назначения, пояснил, что дрессировка основана на методе положительного подкрепления. «Некоторые собаки бегут прямо к дозатору в ожидании вознаграждения, другие остаются неподвижными, а третьи с энтузиазмом разрывают образец», — рассказал он. Как он пояснил, ключ к успеху заключается не в универсальной реакции, а в том, чтобы системы искусственного интеллекта научились точно интерпретировать, как каждое животное реагирует на конкретный запах. «Компания планирует вывести эту технологию на рынок в 2027 году и последовать примеру аналогичных инициатив, которые уже реализуются в Германии и Израиле». «По информации агентства AFP».