Jedinečný analyzátor tekutín bratov Furkovcov využíva aj strojové učenie. Od mája bude pomáhať pri diagnostike v teréne v africkej Keni.
Prístroj QUANTUM a jeho vynálezcovia Daniel Furka a Samuel Furka (zľava). Zdroj: Daniel Furka
Vedci z Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského (UK) v Bratislave bratia Daniel a Samuel Furkovci v rámci výskumu zameraného na fyzikálno-chemickú analýzu telových tekutín na účely stanovenia ochorenia vyvinuli malý prístroj, ktorý dokáže veľké veci. Na vývoji prístroja sa podieľal aj otec bratov Furkovcov Ivan Furka, ktorý vyvinul potrebný softvér.
Dokáže odhaliť takmer 40 ochorení
Analyzátor tekutín bratov Furkovcov dokáže zo vzorky moču a iných telesných tekutín odhaliť takmer 40 ochorení, medzi inými diabetes, poškodenie niektorých orgánov či onkologické ochorenia. Cieľom je, aby prístroj pomohol všeobecnému lekárovi lepšie vybrať a zacieliť pokročilé a drahé laboratórne vyšetrenia a zrýchliť a zvýšiť dostupnosť diagnostiky s ohľadom na čo najvyšší komfort pacienta.
„Snažíme sa spraviť preliminárnu diagnostiku, aby sme v prevenčnej časti dokázali veľmi rýchlo, lacno a efektívne vyhodnotiť, či ide o znak nejakého ochorenia,“ uviedol pre RTVS Daniel Furka z Prírodovedeckej fakulty UK v Bratislave.
Na vývoji pracovali 11 rokov
Na vývoji prístroja bratia pracovali 11 rokov a vyvíjať ho začali ešte počas štúdia biochémie. Prístroje QUANTUM analyzujú kombináciu niekoľkých fyzikálno-chemických signálov, z ktorých niektoré využívajú elektromagnetické princípy v kombinácii s vlnovou geometriou a mechanikou, doplnené o biosenzorickú analýzu.
Najprv chceli vytvoriť prístroj, ktorý by dokázal odhaliť päť ochorení prejavujúcich sa prítomnosťou krvi v moči a stolici. Podľa Daniela Furku nápad rozšíriť škálu detegovaných ochorení takmer na 40 dostali po prvých meraniach a odborných konzultáciách s lekármi.
Za vývojom prístroja sú hodiny práce, ktorá podľa Daniela Furku nie vždy bola korunovaná úspechom: „Predstavte si, že sedíte za výpočtami päťdesiat hodín a zrazu zistíte, že ste v slepej uličke. Očakávané ochorenie stanovíte s presnosťou na 0,01 percenta a už viete, že ste stratili čas. Je to však normálne, pretože inokedy sme pri vyhodnotení napríklad urolitiázy dokázali z vyhodnocovaného súboru pacientov vyhodnotiť úrovne poškodenia obličiek (>97 %, p = 0,01) a prítomnosť rôznych zápalov (93 % – 97 %, p = 0,02).“
Prístroj QUANTUM dokáže analýzou moču a iných telesných tekutín odhaliť takmer 40 chorôb. Od mája bude pomáhať zdravotníkom v Keni. Zdroj: Daniel Furka
Prístroj využíva aj strojové učenie
Prístroj získané dáta prepočíta náročnými matematickými a štatistickými modelmi. Vedci doň implementovali aj strojové učenie. Po nameraní vzorky sa porovnáva zhoda vzorky s ochoreniami, ktoré sa už nachádzajú v databáze. „Databázu vytvárame tak, že štandardizujeme skúmané ochorenia s rozličnými konfidenčnými intervalmi pre stovky až tisíce parametrov. Prístroj takisto kontroluje vzorky zdravého pacienta. Jediné, čo vo výsledku analýzy vidno, je zoznam vzoriek najpodobnejších výsledkov z databázy a ich pravdepodobnosť,“ uviedol Daniel Furka.
V budúcnosti by prístroj mal byť pripojený k online databáze, kde sa budú pomocou strojového učenia priebežne dopĺňať a spresňovať informácie o ochoreniach.
Náročné financovanie
Vývoj prístroja, ktorý by v budúcnosti mohol uľahčiť prácu mnohým lekárom, si výskumníci financujú vo veľkej miere z vlastných zdrojov. Vzhľadom na dlhodobé podfinancovanie grantových schém by financie z ministerstva školstva nestačili na základné výdavky.
Problém podfinancovania sa podľa Samuela Furku netýka len ich projektu, ale ovplyvňuje aj prácu mnohých ďalších vedcov, či už z Univerzity Komenského, zo Slovenskej akadémie vied, alebo zo Slovenskej zdravotníckej univerzity. Z tohto dôvodu sa bratia Furkovci obrátili na Slovenskú agentúru pre medzinárodnú rozvojovú spoluprácu (SAMRS), ktorej zriaďovateľom je Ministerstvo zahraničných vecí a európskych záležitostí SR.
SAMRS zabezpečuje realizáciu rozvojovej spolupráce a humanitárnej pomoci budovaním kapacít, odovzdávaním skúseností, vysielaním dobrovoľníkov a expertov, ako aj podporou podnikateľského prostredia. V minulosti už podporila projekt pľúcnych ventilácií bratov Furkovcov, ktoré našli uplatnenie v africkej Keni.
Využitie v Afrike nájde aj nový analyzátor tekutín. Vedci plánujú predstaviť nový projekt v Keni v máji tohto roka. Jeho využitie v Keni by malo približne po roku priniesť cenné dáta z terénu. Zaujímavosťou je, že oklieštená verzia prístroja by mohla pomôcť aj pri analýze kvality pitnej vody v odľahlých lokalitách severnej Kene.
Zdroj: FB Daniel Furka, RTVS, SlovakAid
(zh)
