ISIASAccueil > Pour en savoir plus > Médecine, Santé > Coronavirus > "Un test israélien avec des résultats en 1 seconde et une précision de (...)
"Un test israélien avec des résultats en 1 seconde et une précision de 95%" par Nathan Jeffay
Traduction & compléments par Jacques Hallard
jeudi 20 août 2020, par
ISIAS Santé Coronavirus
Un test israélien avec des résultats en 1 seconde et une précision de 95% - Les innovateurs du plus grand hôpital d’Israël déclarent que leur invention pourrait devenir la méthode standard mondiale de dépistage du COVID-19
Compléments sur la technique et des applications des signatures spectrales
Par Nathan Jeffay 17 août 2020, 20:11 - Photo – Source : https://fr.timesofisrael.com/virus-un-test-israelien-avec-des-resultats-en-1-seconde-et-une-precision-de-95/?utm_source=A+La+Une&utm_campaign=a-la-une-2020-08-17&utm_medium=email
Image d’illustration : Une femme se gargarise en utilisant du bain de bouche dans un verre. (Tharakorn ; iStock by Getty Images)
Image d’illustration : Une femme se gargarise en utilisant du bain de bouche dans un verre. (Tharakorn ; iStock by Getty Images)
Des scientifiques israéliens testent un nouveau test de gargarisme ultra-rapide pour le coronavirus sur des centaines de patients et rapportent que jusqu’à présent, il s’avère précis à 95 %.
Les développeurs ont construit une machine alimentée par USB de la taille d’un cendrier, qui ne prend qu’une seconde pour effectuer une analyse de la lumière du bain de bouche gargarisé par le patient.
Ils en sont à peu près à la moitié d’une expérimentation sur 400 personnes dans le plus grand hôpital d’Israël, l’hôpital Sheba, et si le niveau de précision continue à impressionner, ils s’attendent à ce que le test devienne disponible au niveau international d’ici la fin de l’année.
L’équipe d’innovation, issue de Sheba et de la société d’imagerie Newsight, affirme que la technologie a le potentiel de remplacer le test PCR, qui comprend un processus de prélèvement désagréable et nécessite de longues analyses en laboratoire, en tant que principale méthode de dépistage utilisée dans le monde. Les tests PCR semblent être fiables à environ 80 %. Le test PCR accéléré, la méthode actuellement la plus rapide, n’est pas largement disponible et, avec un délai de 15 minutes au mieux, coûte cher financièrement.
« Ce système est très rapide, bon marché et semble fiable », a déclaré au Times of Israel le professeur Eli Schwartz, responsable de l’expérimentation et du Centre de Médecine Géographique de Sheba. « Il convient au dépistage de masse, ainsi qu’au dépistage à l’aéroport, dans les maisons de retraite et même au dépistage à domicile. »
Il ajoute : « L’idée est de remplacer les tests PCR, en particulier dans les endroits où il faut un dépistage de masse ». Schwartz a déclaré que le système donnera des résultats positifs-négatifs très précis et que l’analyse PCR ne sera nécessaire que pour des résultats flous ou tendancieux, ou si les professionnels de la santé veulent des informations détaillées sur la charge virale, ce que son test ne fournira pas.
https://static.timesofisrael.com/fr/uploads/2020/08/NewsightAugust-1-e1597661372175-640x400-1.jpg
Photo - De gauche à droite : Eli Assoolin, PDG de Newsight, le professeur Eli Schwartz du centre médical Sheba, et Eyal Yatskan, co-fondateur de Newsight, avec la machine pour tester les échantillons de gargarismes. (Autorisation de Newsight)
Les patients se rincent la bouche avec 10 millilitres d’un rince-bouche spécial, puis crachent dans un tube. L’échantillon est placé dans une machine qui l’analyse et indique s’il correspond au profil d’un échantillon infecté par COVID-19.
La machine, appelée SpectraLIT, ne nécessite aucun produit chimique, et aucune compétence médicale n’est requise pour la faire fonctionner.
Eli Assoolin, PDG de Newsight, a déclaré au Times of Israel que la machine illumine l’échantillon et sur une puce spéciale. « Une source de lumière le traverse, une partie de la lumière est absorbée, et le reste est capturé par les capteurs ».
Le processus est une définition de la « signature spectrale » de l’échantillon : la matière réfléchit différentes signatures lumineuses, en fonction de sa composition. Des outils d’intelligence artificielle ont permis aux développeurs de déterminer à quoi ressemble la signature du bain de bouche d’une personne positive au coronavirus, par opposition au bain de bouche de quelqu’un d’autre.
Dans les semaines précédant l’expérimentation en cours, le personnel a introduit dans la puce des données de signature spectrale provenant de nombreuses personnes dont on connaissait l’état de positivité/négativité. Les données recueillies par les capteurs pour la signature spectrale de chaque personne ont été saisies dans un algorithme qui permit de créer un profil des personnes infectées et non infectées.
Si la nouvelle méthode de dépistage se généralise et rend les tests plus accessibles, comme il l’espère, Schwartz a déclaré que cela se révélerait « salvateur » en alertant les gens à s’isoler plus rapidement.
https://static.timesofisrael.com/fr/uploads/2020/08/WhatsApp-Image-2020-08-17-at-11.59.57.jpeg
La machine construite par le centre médical Sheba et la société d’imagerie Newsight pour analyser le bain de bouche avec lequel les patients se sont gargarisés. (Autorisation de Newsight)
Assoolin a déclaré que cela résoudrait également un problème majeur de pénurie du PCR. « Il y a une grande pénurie de kits de test PCR, et nous n’aurons plus besoin de ces kits chers et des produits chimiques nécessaires à l’analyse », a-t-il commenté.
Assoolin a déclaré que des brevets ont été déposés internationalement pour la technologie. Virusight Diagnostics, une société créée conjointement par Sheba et Newsight, peut rapidement démarrer la production de masse des machines et matériaux nécessaires pour les tests, a-t-il déclaré.
Il a ajouté : « Nous espérons que d’ici la fin de cette année, le système sera disponible dans le commerce pour tout le monde, et avant cela, nous espérons qu’il sera utilisé dans des lieux-clés, y compris dans les aéroports. »
Le tube et le bain de bouche particulier donnés aux patients coûteront 25 centimes, un peu moins d’un shekel. Les développeurs espèrent qu’une fois que les machines seront en production de masse, elles seront disponibles à partir de 200 dollars, environ 700 NIS.
En savoir plus sur : Startup Israël Coronavirus Sheba Santé Recherches médicales
Recevez gratuitement notre édition quotidienne par mail pour ne rien manquer du meilleur de l’infoInscription gratuite !
Compléments sur la technique et des applications des signatures spectrales
Signature spectrale – D’après Wikipédia
La signature spectrale est l’émission électromagnétique caractéristique d’un objet en fonction de la longueur d’onde.
Dans le domaine militaire, principalement dans l’aéronautique militaire, les constructeurs s’attachent à concevoir des appareils dont la signature spectrale est la plus neutre possible, afin qu’ils ne puissent être identifiés à l’aide des méthodes d’analyse spectrale standard, comme avec des spectroradiomètres infrarouges ou des imageurs spectraux.
En télédétection infrarouge, les images de la Terre prises à partir d’un satellite ou d’un avion sont analysées en se référant à une bibliothèque de signatures spectrales des différents végétaux et minéraux. Chaque type de plantes ou d’arbres possède une signature spectrale unique qui dépend de sa croissance, mais aussi des conditions et contraintes environnementales (humidité, température, etc.). L’analyse des images satellitaires permet par exemple de déterminer avec une bonne précision le rendement attendu des récoltes. Ainsi, pendant la guerre froide, les États-Unis avaient une relativement bonne connaissance de la récolte de blé et de maïs de l’Union soviétique avant celle-ci.
Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Signature_spectrale
Signatures spectrales des principales surfaces naturelles – Document ‘e-cours.univ-paris1.fr’
En fonction de la nature et des caractéristiques intrinsèques des objets et des surfaces, le rayonnement incident interagira avec la cible selon l’une ou l’autre des propriétés citées précédemment, ou de manière générale selon une combinaison de ces propriétés.
Chaque surface possède ainsi une signature spectrale - quantité d’énergie émise ou réfléchie en fonction de la longueur d’onde - qui lui est propre et qui permettra son identification sur les images satellitaires. La figure ci-dessous présente la signature spectrale des principales surfaces naturelles.
Signatures spectrales des surfaces naturelles dans le domaine du visible, du proche infrarouge et de l’infrarouge moyen
En ce qui concerne la signature spectrale des sols, on note un accroissement régulier de la réflectance au fur et à mesure qu’on se déplace vers les grandes longueurs d’onde. Les discontinuités que l’on observe dans le proche infrarouge et l’infrarouge moyen sont dues aux bandes d’absorption de l’eau. L’étude des propriétés spectrales des sols est toutefois particulièrement complexe car elle doit tenir compte de la nature hétérogène du sol qui contient à la fois des matières minérales et organiques, mais aussi une composante liquide ; tous ces éléments vont influencer la réflexion du rayonnement.
La signature spectrale de la végétation, ainsi que les principaux facteurs influents seront détaillés dans le chapitre consacré à l’environnement terrestre
lien interne Les caractéristiques spectrales de la végétation.
L’eau a une réflectance très faible dans toutes les longueurs d’onde, elle absorbe cependant un peu moins les ondes les plus courtes, d’où sa couleur bleue. Sa signature spectrale dépend à la fois des molécules qui la constituent, mais aussi des éléments dissous ou en suspension dans la colonne d’eau, comme les organismes phytoplanctoniques, les sédiments ou les substances jaunes. Lorsque la couche de surface contient de fortes concentrations en phytoplancton, on observe une augmentation de la réflectance dans les longueurs d’onde du vert et l’eau nous paraît par conséquent plus verte (figure A). Plus l’eau est turbide, plus elle contient de matériaux sédimentaires, plus sa réflectance augmente dans toutes les longueurs d’onde et notamment pour les ondes les plus longues - rouge (figure B).
La signature spectrale de la neige est très forte dans les courtes longueurs d’onde, mais elle diminue rapidement dans le proche infrarouge, pour atteindre des valeurs très faibles dans l’infrarouge moyen où le rayonnement est absorbé par l’eau.
Figure A : Réflectance de l’eau de mer en fonction de sa teneur en chlorophylle (en mg.m-3)
D’après Gower et al., 1988
The Fluorescence Line Imager : High-Resolution Imaging Spectroscopy Over Water and Land
Figure B : Réflectance de l’eau de mer pour diverses valeurs du coefficient d’atténuation à 550 nm.
D’après Thomas, 1978
Le coefficient d’atténuation de l’eau mesure la perte d’énergie du rayonnement (ici à 550 nm) traversant la colonne d’eau. Il permet d’apprécier la transparence de l’eau liée à la présence de particules en suspension, qui gênent la transmission de la lumière.
Signatures spectrales de la végétation et des sols nus Par Yves KUSTER MENRT
https://eduscol.education.fr/obter/principe/tpradiom/images/jeulin.jpg
La télédétection est basée sur l’utilisation de capteurs ou radiomètres qui enregistrent l’énergie du rayonnement électromagnétique réfléchi ou émis par les corps de la surface terrestre ou de l’atmosphère. Un radiomètre permet de mesurer la luminance d’un objet c’est à dire l’énergie rayonnée par cet objet pour une surface donnée et dans une direction donnée.
Si on mesure simultanément l’éclairement incident reçu par un objet sur une surface donnée et la luminance de ce même objet, le rapport luminance sur éclairement incident, exprimé en pourcentage, définit la réflectance de cet objet. La mesure des réflectances spectrales d’un objet pour différentes longueurs d’onde permet de construire une courbe caractéristique qui porte le niom de signature spectrale de l’objet. L’étude des signatures spectrales de différents milieux (eau, végétation, sols...) permet l’identification à distance de ceux-ci et par conséquent l’interprétation des données de t élédétection comme par exemple des images provenant du satellite d’observation de la Terre SPOT.
Objectifs
Cette fiche de travaux pratiques décrit de façon détaillée des mesures de réflectances réalisées à l’aide du radiomètre JEULIN.
Sommaire
1 - Présentation de la manipulation
2 - Principe de la manipulation
3 - Déroulement de la manipulation
4 - Exploitation des résultats
Signatures spectrales de la végétation et des sols nus – Document ‘eduscol.education.fr/’
4 - Exploitation des résultats
https://eduscol.education.fr/obter/principe/tpradiom/images/radiom3.gif
Dans le visible (400 - 700 nm), les végétaux réagissent en fonction de leur composition en pigments foliaires. Dans tous les cas présentés ci-dessus, la réflectance est faible dans le visible avec une valeur vers 550 nm (vert) qui dépasse rarement 20%. On peut considérer qu’approximativement, la réflectance des végétaux dans le visible est l’inverse du spectre d’absorption des pigments de la chlorophylle brute.
Dans le proche infra-rouge (800 à 1100 nm pour le filtre utilisé), les pigments ont peu d’influence sur la réflectance des végétaux ; c’est alors la structure interne des feuilles, à savoir la densité des parenchymes foliaires, qui prend de l’importance. La réflectance dans ce domaine, qui est bien supérieure à la réflectance dans le visible, présente donc une bonne corrélation avec la biomasse verte.
Les végétaux peuvent être divisés en deux catégories : les végétaux à parenchyme palissadique développé (par exemple, les céréales et les résineux) et les végétaux à parenchyme palissadique lacuneux développé (par exemple, la betterave, les feuillus). La réflectance dans le proche infra-rouge est toujours plus élevée pour la seconde catégorie de végétaux que pour la première. La hauteur du pic dans ce domaine de longueur d’onde permet donc une bonne discrimination de ces deux types de végétaux.
Les courbes de réflectances des sols dans le visible et le proche infrarouge sont différentes de celles des végétaux. Les valeurs de réflectance augmentent régulièrement ou par paliers à mesure que l’on se déplace vers l’infrarouge. Différents paramètres influencent les valeurs de réflectance des sols :
_ - la teneur en certains constituants chimiques, fer, calcaire par exemple ;
_ - l’humidité de surface : pour un même sol, quand l’humidité augmente, la réflectance diminue. Cela est dû à l’eau qui absorbe énormément les radiations visibles et le proche infra-rouge ;
_ - l’état de rugosité de surface : un sol lisse à une réflectance plus grande qu’une surface rugueuse.
Tout objet mixte présente une signature spectrale intermédiaire entre celle des sols nus (signature en ’V’ très ouvert par exemple).
Source : https://eduscol.education.fr/obter/principe/tpradiom/tp6.htm
Signatures spectrales d’après ‘ESA Eduspace’
False colour composite image of area in Jutland, Denmark
False colour composite image of area in Jutland, Denmark - Image Landsat de Jutland en Danemark
Différents types de surfaces tels que l’eau, un terrain nu ou de la végétation, reflètent les rayonnements différemment dans différents canaux. Les rayonnements réfléchis en fonction de la longueur d’onde sont appelés signature spectrale de la surface.
Graphs of spectral signatures of water, soil and vegetation
Graphs of spectral signatures of water, soil and vegetation - Graphique de signatures spectrales de l’eau, du sol et de la végétation
La végétation a un degré de réfléchissement extrêmement élevé dans le canal 4 proche-infrarouge, et un degré de réfléchissement faible dans le canal 3 rouge visible.
Il est par conséquent possible de distinguer les zones de végétation du terrain nu. La différence de réfléchissement dans les canaux 3 et 4 est importante pour les zones de végétation et quasiment nulle pour les terrains nus. (voir graphique).
The spectral signatures
The spectral signatures - Les signatures spectrales sont traitées en tant que valeurs numériques dans le scanner embarqué à bord du satellite
Voici un exemple hypothétique de la manière dont le satellite LANDSAT serait susceptible d’enregistrer l’eau, la verdure et les terrains nus.
Les rayons réfléchis par le sol nu augmentent légèrement de la plage visible à la plage infrarouge du spectre. Les différences entre les types de sol, selon que ce dernier est sec ou humide, peuvent être importantes. Les différences de composition minérale de la surface sont également traduites par la signature spectrale. Sur l’illustration, vous ne voyez qu’une courbe moyenne pour un sol nu (terre).
En règle générale, l’eau ne réfléchit que dans la plage de lumière visible. Dans la mesure où l’eau ne réfléchit quasiment pas dans la plage du proche infrarouge, elle est très différente des autres surfaces. Ainsi, les surfaces d’eau seront clairement délimitées en tant que zones sombres (faibles valeurs de pixels) sur les images enregistrées dans le proche infrarouge.
La signature spectrale des plantes vertes est très caractéristique. La chlorophylle d’une plante en développement absorbe la lumière visible, surtout la rouge, pour l’utiliser en photosynthèse, tandis que la lumière du proche infrarouge se réfléchit très efficacement car la plante n’en a aucune utilité (voir illustration ’Graphique de signatures spectrales de l’eau, du sol et de la végétation’). Ainsi, les plantes évitent tout réchauffement inutile ou perte de sève par évaporation. Par conséquent, le réfléchissement de la végétation dans le proche infrarouge et dans les plages visuelles du spectre, varie considérablement. Le niveau de différence révèle l’ampleur de la zone couverte par des feuilles vertes en croissance (index de zone de feuilles).
Source : https://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_FR/SEM9Q0S7NWF_0.html
Voir également : espace et biologie - CNES: : cnes - www.cnes-multimedia.fr › Universite2014 - PDF - 3 juin 2013 - C. LA NOTION DE SIGNATURE SPECTRALE. Pour qualifier l’état de la végétation, les scientifiques ont recours à des indices de végétation.
COVID-19 : Sheba va tester la technologie de détection en moins d’une seconde de Newsight Imaging – Information de ‘israelscienceinfo.com’
https://www.israelscienceinfo.com/wp-content/uploads/2020/07/spectralit-300x196.jpeg
Le 22 juil. 2020 par Israël Science Info desk
La technologie de Newsight Imaging peut détecter les virus dans un échantillon de fluide en moins d’une seconde à l’aide d’un appareil peu coûteux en cours d’adaptation à un test COVID-19 rapide. Newsight et le centre médical Sheba prévoient de créer une société commune d’incubation. Newsight Imaging, une startup israélienne de Ness Ziona, a reçu l’approbation du comité d’éthique de l’IRB (« Helsinki ») de Sheba pour mener un programme pilote de tests de détection rapide de la COVID-19. Les tests seront effectués à l’aide du dispositif spectral révolutionnaire de Newsight basé sur son « spectromètre-sur-puce ». L’appareil, qui a à peu près la taille d’une souris d’ordinateur, peut identifier et classer l’existence d’un virus dans le corps en moins d’une seconde, à l’aide d’un échantillon de liquide (sérum sanguin ou échantillon de salive) inséré dans une cuve de test jetable.
La technologie spectrale de détection des virus n’est pas une nouvelle découverte scientifique. Cependant, l’innovation de Newsight se caractérise par la capacité à transformer un appareil coûteux (des centaines de milliers de dollars), et à l’implémenter dans une puce rentable, en utilisant un algorithme d’IA pour séparer le profil d’un humain infecté par un virus spécifique, d’un humain infecté par un virus différent ou d’un humain en bonne santé. L’appareil de Newsight vérifie simultanément 1024 canaux spectraux, actuellement dans le spectre de lumière visible de 400-700 nm. Au cours des prochains mois, l’entreprise prévoit de présenter un dispositif capable d’examiner un profil spectral dans des longueurs d’onde allant jusqu’à 1.100 nm.
Dr Eyal Zimlichman
Dr Eyal Zimlichman
Des experts médicaux dans les départements des maladies infectieuses et tropicales du Sheba Medical Center travaillent déjà avec Newsight. Les premières études de faisabilité de l’appareil ont montré une capacité à séparer les alpha-coronavirus (Alpha-CoV) et les bêta-coronavirus (Beta-CoV), avec une précision proche de 100%. De plus, des études de faisabilité menées sur des échantillons de sérum sanguin de personnes infectées par le virus de la dengue, se sont avérées extrêmement précises. Newsight et le Centre d’innovation ARC de Sheba ont l’intention de créer une société commune qui mettra leurs solutions à la disposition de la communauté médicale du monde entier. « Newsight est un autre exemple remarquable de la façon dont le Sheba Medical Center et l’écosystème des start-up israéliennes travaillent ensemble pour réinventer la technologie existante et combattre le fléau de la COVID-19 » a déclaré le Dr Eyal Zimlichman, directeur de d’innovation au Centre médical Sheba.
Les machines précédentes de Newsight Imaging sont déjà intégrées dans des dizaines d’appareils et de solutions différents dans les domaines de l’automobile, de la robotique et de la fabrication industrielle avancée. Dans le domaine spectral, il y a quelques mois, Newsight avait signé un accord avec Mekorot, la Compagnie nationale des eaux d’Israël, afin de développer conjointement des solutions de surveillance de la qualité de l’eau en temps réel, et est actuellement sur le point de franchir avec succès la première étape du projet pilote conjoint. En outre, la société a déjà vendu une licence pour développer des dispositifs de détection de virus et de bactéries basés sur sa technologie, à la société d’intelligence artificielle AIinnoBio de Hong Kong, fondée par le super-investisseur Dr George So.
Le Centre Médical Sheba est le plus grand hôpital du Moyen Orient et le plus complet. Il a pour objectif de : D’être un centre médical sans frontière et dédié à fournir des soins de qualité, axé sur la compassion et la valeur, à tous nos patients, toutes origines confondues. D’être un acteur majeur de la recherche médico-scientifique collaborant à l’échelle internationale avec des industries et des établissements universitaires pour développer de nouveaux médicaments, traitements et technologies. D’être un centre mondial d’éducation médicale qui accompagne et encourage la prochaine génération de dirigeants médicaux à relever les défis de demain. D’attirer et soutenir des médecins et autres professionnels de la santé hautement qualifiés possédant les meilleures compétences. D’être l’hôpital de la paix et une source d’inspiration pour les artisans de la paix. De développer des partenariats avec les donateurs et les investisseurs intéressés par des projets innovants.
Imaging Newsight Imaging Ltd (www.nstimg.com) développe des puces avancées de capteur d’image CMOS pour la vision industrielle 3D et l’analyse spectrale. Les capteurs de caméra de profondeur de Newsight pour la vision industrielle servent des secteurs verticaux tels que le mobile, la robotique, l’industrie 4.0, la sécurité automobile et la surveillance. Sa technologie unique eTOF ™ ️ améliore l’iTOF à courte distance et fournit une détection précise de la profondeur pour de plus longues distances, même à l’extérieur. Newsight a développé un spectromètre sur puce soutenu par l’IA, démontré dans le kit de développement SpectraLIT. Le SpectraLIT ™ ️ offre une solution unique et abordable pour la santé à distance, le diagnostic en temps réel et l’inspection de la qualité de l’eau, les boissons alimentaires, etc. La société possède 14 brevets américains et européens, et a été nommée « Cool Vendor » dans la catégorie des capteurs Nobel par Gartner et a reçu 3 subventions de l’Autorité israélienne de l’innovation.
Source : https://www.israelscienceinfo.com/hightech/covid-19-sheba-va-tester-la-technologie-de-detection-en-moins-dune-seconde-de-newsight-imaging/
Nos articles d’ISIAS déjà mis en ligne et étiquetés ‘Coronavirus » sont à découvrir sur ce site : https://isias.lautre.net/spip.php?page=recherche&recherche=coronavirus
Transmis avec compléments par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 20/07/2020
Site ISIAS = Introduire les Sciences et les Intégrer dans des Alternatives Sociétales
Adresse : 585 Chemin du Malpas 13940 Mollégès France
Courriel : jacques.hallard921@orange.fr
Fichier : ISIAS Santé Coronavirus Test rapide israélien pour le dépistage du COVID-19.3
Mis en ligne par Pascal Paquin de Yonne Lautre, un site d’information, associatif et solidaire(Vie du site & Liens), un site inter-associatif, coopératif, gratuit, sans publicité, indépendant de tout parti.
http://yonnelautre.fr/local/cache-vignettes/L160xH109/arton1769-a3646.jpg?1510324931
— -