Российские учёные усовершенствовали тест «по слюне» с помощью машинного обучения
30 октября 2025 г. | наука
Разработанная методика анализа проб значительно упрощает мониторинг самочувствия работников с высоким уровнем ответственности, позволяет оперативно диагностировать повышенный уровень стресса и помогает в составлении персонифицированного профиля здоровья сотрудников.
Исследователи научной группы, занимающейся разработкой неинвазивных систем тестирования, усовершенствовали индивидуализированный подход для прогнозирования профессиональной пригодности работников железнодорожного транспорта (РЖД) в условиях воздействия трудовых нагрузок. В основе подхода лежит биолюминесцентный ферментный тест. С его помощью можно за несколько минут проанализировать слюну человека, чтобы узнать общее состояние его организма и уровень стресса.
Чтобы повысить точность результатов тестирования и индивидуализировать подход к каждому пациенту, было решено применить анализ биомедицинских данных по алгоритму Случайного леса (Random Forest). Метод помогает минимизировать риски неверного диагноза и скорректировать схему мониторинга состояния организма работников.
«Созданный ранее на базе СФУ и Института биофизики СО РАН тест показывает уровень воздействия трудовых нагрузок на организм за счёт того, что в слюне меняется содержание некоторых её составляющих. Например, лактата, ионов, катионов, хлоридов нитратов и сульфатов. Мы дополнили этот тест некоторыми индивидуальными параметрами: указали возраст, вес, рост, артериальное давление, температуру, хронические заболевания сотрудников и т. д. Затем с помощью алгоритма машинного обучения проанализировали и уточнили результаты проб слюны с учётом новых вводных», — рассказала руководитель исследования, младший научный сотрудник лаборатории биолюминесцентных биотехнологий СФУ Галина Жукова.
По словам соавтора исследования, магистранта СФУ Полины Мартыщук, была разработана специальная анкета, в которую сотрудники вносили дополнительные сведения, затрагивающие образ жизни, питание, хронические и недавно перенесённые работниками РЖД заболевания. Используя анализ на основе данных, полученных, с одной стороны, по тесту слюны, и с другой — из анамнеза пациентов, учёные заручились высокоточными результатами, которые, во-первых, показывают актуальное состояние организма, а во-вторых, помогают с высокой долей вероятности предсказать уровень готовности к работе с учётом физиологического состояния.
«У сотрудника появляется современная усовершенствованная медицинская карта, это соответствует тенденции персонификации медицины. Машинный алгоритм оперативно анализирует данные пациента вкупе с его ежедневным тестом слюны, который выполняется каждый раз перед выходом на смену. Так можно не только контролировать актуальное состояние здоровья, но и сделать прогноз, чего стоит опасаться, на что обратить повышенное внимание конкретному сотруднику. У каждого человека есть генетически обусловленные особенности организма, и это тоже учитывает наш метод — мы предлагаем ориентироваться не на абстрактную усреднённую норму, а на индивидуальную, учитывающую особенности конкретного человека», — рассказала Полина Мартыщук.
Учёные отметили: в настоящее время аналогов разработанного в Красноярске метода нет, хотя попытки сделать машинные методы анализа вспомогательными в медицине весьма распространены. Особенность разработки — в сочетании простого и универсального ферментативного теста, который интенсивностью свечения реагирует на состав слюны (в присутствии факторов стресса свечение уменьшается), и методов искусственного интеллекта.
«Мы живём в мире высоких физических и эмоциональных нагрузок, тем более, если речь идёт об особых условиях труда (например, посменная и ночная работа). Это может способствовать развитию патологических состояний, стать причиной повышения уровня аварийности, например, при управлении транспортными средствами. Изучив пробы слюны, которую брали ежедневно, согласно рабочему графику специалистов, и дополнив полученные данные индивидуальными показателями сотрудников Красноярской железной дороги (филиала РЖД), мы пришли к выводу, что такой метод достаточно быстрый, точный, а главное — неинвазивный. Наблюдая ежедневную динамику самочувствия (в том числе перегрузки и уровень стресса) по слюне на основе созданного ранее „паспорта“, учитывающего индивидуальные особенности организма каждого работника, можно прогнозировать его состояния и давать рекомендации, как улучшить качество своей жизни и предотвратить заболевания», — заключила заведующая кафедрой биофизики СФУ, доктор биологических наук, профессор Валентина Кратасюк.
Созданная в СФУ методика может применяться также для контроля за состоянием работников других профессий в ходе медосмотра, особенно актуально это для заступающих на смену сотрудников, для определения оптимальных периодов «работа-отдых» и профилактики стрессовых состояний.
Исследование проведено в рамках соглашения о сотрудничестве по долгосрочной программе развития Российских железных дорог и нацпроектам между ОАО «РЖД» и Сибирским федеральным университетом.
Работа выполнена при поддержке гранта Министерства науки и высшего образования РФ на реализацию крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития № 075-15-2024-638 и гранта РНФ и Красноярского фонда науки (региональный конкурс) № 23-25-10039.
