Поиск

Применение машинного обучения для диагностики некоторых социально значимых заболеваний по выдыхаемому человеком воздуху методом инфракрасной лазерной спектроскопии

Авторы: Голяк, Иг. С. Седова, А. Ю. Гутырчик, Т. А. Небритова, О. А. Морозов, А. Н. Анфимов, Д. Р. Винтайкин, И. Б. Коноплева, А. А. Дёмкин, П. П. Фуфурин, И. Л.
Подробная информация
Индекс УДК 535.33
Применение машинного обучения для диагностики некоторых социально значимых заболеваний по выдыхаемому человеком воздуху методом инфракрасной лазерной спектроскопии
Иг. С. Голяк, П. В. Бережанский, А. Ю. Седова [и др.]
Объем 1 файл (571 Кб)
Примечание Загл. с титул. экрана
Аннотация Исследованы инфракрасные спектры воздуха, выдыхаемого несколькими группами волонтеров: страдающих диабетом первого типа, бронхиальной астмой и пневмонией. Для регистрации инфракрасных спектров применен перестраиваемый квантово-каскадный лазер, излучающий в диапазоне длин волн от 5. 3 до 12. 8 mum в импульсном режиме с шириной импульса 50 ns, мощностью до 150 mW и шагом перестройки 1 cm{-1}. Лазер оптически сопряжен с астигматической газовой кюветой типа Эрриота с длиной оптического пути 76 m. Обнаружено отличие интенсивности селективных линий молекул-биомаркеров в спектрах выдыхаемого воздуха здоровых волонтеров от аналогичных показателей волонтеров, страдающих определенным заболеванием. На примере таких методов, как метод опорных векторов (SVM), метод k-ближайших соседей (k-NN) и алгоритм случайного леса (RandomForest), показана возможность классификации волонтеров по инфракрасным спектрам их выдыхаемого воздуха. Применение методов понижения размерности (PCA и t-SNE) позволило повысить точность классификации болезней до 98% по метрике accuracy.
Название источника Оптика и спектроскопия
Место и дата издания 2023
Прочая информация Т. 131, № 6. - С. 825-831
https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54500345