Kamera w smartfonie pomoże zidentyfikować zakażenie wirusem

Dzięki badaczom z Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School zwykła kamera w smartfonie może być wykorzystana do czegoś więcej niż tylko do pstrykania zdjęć i robienia filmów. Bez jakiejkolwiek modyfikacji układu optycznego można kamerę tę zastosować do testów służących identyfikacji wirusów infekujących dowolny obszar ciała lub całość organizmu.

Kamera nie będzie służyć bynajmniej do filmowania samych wirusów, ale bąbelków, jakie powstaną przy udziale tych cząstek zakaźnych. Układowi i wielkości pęcherzyków przyjrzy się sztuczna inteligencja i wskaże winowajcę zakażenia. Wirusy powodują bowiem także choroby jamy ustnej. Ale są i takie, które infekują cały organizm lub określone narządy, a symptomy wywołanej ich obecnością choroby mogą dawać objawy na błonie śluzowej jamy ustnej. Tak dzieje się przy zakażeniu wirusem ospy wietrznej i półpaśca czy wirusem opryszczki.

Analiza uciekających bąbelków – zadanie dla sztucznej inteligencji

System jest prosty – składa się z trzech elementów: smartfona, zewnętrznego mikroczipa wykorzystującego system nanocząsteczek i reakcję katalizy oraz szybko uczącego się, inteligentnego oprogramowania. Próbkę materiału biologicznego, który ma być poddany testom, umieszcza się w specjalnym kanaliku znajdującym się w urządzeniu zaopatrzonym w mikrochip katalityczny i polewa niewielką ilością wody utlenionej (nadtlenku wodoru).

W reakcji katalizy dochodzi do rozbicia cząstek nadtlenku wodoru i powstania dużej ilości pęcherzyków uwalniającego się tlenu. Naukowcy odkryli, że bąbelki te rozwijają się w unikalne wzory – struktura tych deseni jest charakterystyczna dla konkretnego gatunku wirusa. który znajduje się w badanej próbce.

Rolą osoby, która przeprowadza badanie, jest skierowanie kamery w smartfonie na bulgoczącą próbkę i uruchomienie inteligentnego oprogramowania diagnozującego. Potrafi ono rozpoznawać schemat, w którym tworzą się bąbelki i na tej podstawie zidentyfikować wirusy znajdujące się w badanym materiale biologicznym.

Zakażenia wirusowe w jamie ustnej – kiedy wykryje je dentysta przez kamerę w smartfonie?

Trzeba będzie na to poczekać. Na razie cały proces identyfikacji trwa około 50 minut i może być – przynajmniej obecnie – wykorzystany do rozpoznawania zaledwie trzech wirusów: Zika oraz wirusowego zapalenia wątroby typu B i C. Ponieważ jednak oprogramowanie jest bardzo inteligentne i szybko się uczy, z czasem katalog wirusów, które uda się zidentyfikować, będzie coraz bardziej obszerny. I zapewne powiększy się o możliwość rozpoznawania wirusów powodujących choroby jamy ustnej. Dzięki temu z nowego wynalazku skorzystać mogłaby również stomatologia.

Wiadomo, że system jest dokładny w 99% – ryzyko popełnienia błędu podczas identyfikacji wirusa jest zatem minimalne. Jeśli zajdzie taka potrzeba, katalityczny microchip mógłby być wykorzystany w badaniach w terenie, co na pewno ułatwiłoby rozwój stomatologii mobilnej.

Źródło: https://advances.sciencemag.org/content/6/51/eabd5354