Систему домашней экспресс-диагностики биологических жидкостей создали в МФТИ | Новости науки

В лаборатории разработки медицинского оборудования МФТИ разработали систему домашней экспресс-диагностики биологических жидкостей. Российское техническое решение почти в 30 раз дешевле зарубежных аналогов и не уступает в точности результатов традиционным методам исследования биоматериала, подчеркнули в пресс-службе вуза.

Набор для домашней экспресс-диагностики состоит из специального цветового калибратора и тест-полоски, а в качестве диагностического устройства выступает смартфон. Именно блоки на цветовом калибраторе позволяют смартфону с помощью камеры считать данные с тестовой полоски вне зависимости от внешних условий. Разработанная система позволяет анализировать до 14 параметров биологических жидкостей (слюны, мочи, крови), в их числе: глюкоза, кетоны, микроальбумин, нитриты, гемоглобин и лейкоциты.

По словам ученых, такой подход позволяет получить окончательные результаты на месте, не теряя точности анализа, отправлять данные в лабораторию не требуется.

«Пользователю необходимо установить на смартфон специальное приложение. Затем он открывает тестовый набор, наполняет прилагаемую ёмкость, окунает в нее тестовую полоску, после чего располагает ее в середине цветового калибратора. Каждая зона при взаимодействии с определенным компонентом в анализируемом веществе меняет окраску в зависимости от его концентрации. После ожидания в течение минуты калибратор вместе с тестовой полоской необходимо просканировать камерой смартфона. Снимок обрабатывается на локальном сервере, обеспечивая безопасность данных пациента, после чего программа выдает клинический результат исследования», — рассказал сотрудник лаборатории медицинского оборудования в области ин витро диагностики МФТИ Георгий Машков.

Применение методов компьютерного зрения, физических методов и алгоритмов машинного обучения позволяет достичь средней относительной погрешности в 12%, что сравнимо с точностью традиционной лабораторной диагностики. По мнению одного из разработчиков проекта, студента Физтех-школы биологической и медицинской физики МФТИ Марка Захаржевского, это технологическое решение значительно улучшит качество жизни пациентов через упрощенную и доступную диагностику.

«Разработанная нами система экспресс-диагностики позволяет получить окончательные результаты на месте, отправлять данные в лабораторию не требуется. Есть заболевания, когда пациенту необходимо несколько раз в месяц делать анализы, а проходить обследования в частных или государственных клиниках дорого, неудобно и долго. С такими трудностями сталкиваются, к примеру, люди с диабетом или хроническими заболеваниями мочеполовой системы. Важно, что при переходе на домашнюю систему диагностики не теряется качество результатов анализов, они могут быть использованы врачом для постановки диагноза», — объяснил Марк Захаржевский.

Стоимость набора для домашней диагностики (тест-полоски, цветовой калибратор, емкость для анализов) составит около 600 рублей. В эту стоимость уже включены расходы на поддержание в актуальном состоянии специализированного приложения. Для сравнения: стоимость лабораторного анализа мочи варьируется от 600 до 4000 рублей в зависимости от количества исследуемых параметров. 

«Мы специально арендовали 41 смартфон для лаборатории — это телефоны разной ценовой категории, минимальные характеристики камеры которых — от 16 мегапикселей. С помощью этой техники мы проводили валидацию. Буквально любой смартфон позволяет делать снимки, которые программа сможет оцифровать и выдать точный результат. Единственное исключение — это съемки в полной темноте. Тогда приложение просто попросит пользователя переснять тест-полоску»‎, — отметила бизнес-аналитик, студентка кафедры управления технологическими проекта ФРКТ МФТИ Анна Волкова.

Разработка успешно прошла валидацию. Тестирование подтвердило, что система домашней экспресс-диагностики позволяет определять параметры исследуемого вещества с лабораторной точностью. До конца 2025 года команда проекта планирует получить государственную регистрацию на разработку в качестве медицинского изделия, а также провести клинические испытания.