Дебора Пиршнер

Малярия – инфекционное заболевание, уносящее ежегодно более полумиллиона жизней. Поскольку традиционная диагностика требует опыта, а рабочая нагрузка высока, международная группа исследователей исследовала, возможна ли диагностика с использованием новой системы, сочетающей автоматический сканирующий микроскоп и искусственный интеллект, в клинических условиях. Они обнаружили, что система идентифицирует малярийных паразитов почти так же точно, как эксперты, работающие с микроскопами, используемыми в стандартных диагностических процедурах. Это может помочь снизить нагрузку на микроскопистов и увеличить посильную нагрузку на пациентов.

Ежегодно более 200 миллионов человек заболевают малярией, и более полумиллиона из этих инфекций приводят к смерти. Всемирная организация здравоохранения рекомендует проводить диагностику паразитов перед началом лечения заболевания, вызванного паразитами Plasmodium. Существуют различные методы диагностики, в том числе обычная световая микроскопия, экспресс-тесты и ПЦР.

Однако стандартом диагностики малярии остается мануальная световая микроскопия, в ходе которой специалист исследует мазки крови с помощью микроскопа, чтобы подтвердить наличие малярийных паразитов. Тем не менее, точность результатов в решающей степени зависит от навыков микроскописта и может быть затруднена из-за усталости, вызванной чрезмерной нагрузкой профессионалов, проводящих тестирование.

Сейчас, писать в Границы по малярииМеждународная группа исследователей оценила, может ли полностью автоматизированная система, сочетающая программное обеспечение для обнаружения искусственного интеллекта и автоматизированный микроскоп, диагностировать малярию с клинически полезной точностью.

«При уровне диагностической точности 88% по сравнению с микроскопами система искусственного интеллекта идентифицировала малярийных паразитов почти, хотя и не совсем, так же хорошо, как эксперты», — сказала доктор Роксана Рис-Чаннер, исследователь из Больницы тропических болезней UCLH в Великобритании. , где проводилось исследование. «Такой уровень производительности в клинических условиях является большим достижением для алгоритмов искусственного интеллекта, нацеленных на борьбу с малярией. Это указывает на то, что система действительно может быть клинически полезным инструментом для диагностики малярии в соответствующих условиях».

ИИ ставит точный диагноз

Исследователи взяли более 1200 образцов крови путешественников, вернувшихся в Великобританию из стран, эндемичных по малярии. В ходе исследования была проверена точность искусственного интеллекта и автоматизированной микроскопической системы в реальных клинических условиях и идеальных условиях.

Они оценивали образцы, используя как ручную световую микроскопию, так и систему AI-микроскопа. Вручную 113 образцов были диагностированы как положительные на малярийных паразитов, тогда как система искусственного интеллекта правильно определила 99 образцов как положительные, что соответствует точности 88%.

«ИИ в медицине часто публикует радужные предварительные результаты по внутренним наборам данных, но затем терпит неудачу в реальных клинических условиях. Это исследование независимо оценило, сможет ли система ИИ добиться успеха в настоящем клиническом случае», — сказал Рис-Чаннер, который также является ведущим автором исследования.

Автоматизированный или ручной

Полностью автоматизированная система диагностики малярии, которую исследователи протестировали, включает в себя как аппаратное, так и программное обеспечение. Платформа автоматизированной микроскопии сканирует мазки крови, а алгоритмы обнаружения малярии обрабатывают изображение для обнаружения паразитов и их количества.

Ученые отметили, что автоматическая диагностика малярии имеет несколько потенциальных преимуществ. «Даже опытные микроскописты могут устать и допустить ошибки, особенно при большой рабочей нагрузке», — объяснил Рис-Чаннер. «Автоматическая диагностика малярии с использованием ИИ могла бы уменьшить эту нагрузку для микроскопистов и, таким образом, увеличить посильную нагрузку на пациентов». Более того, эти системы дают воспроизводимые результаты и могут быть широко распространены, пишут ученые.

Несмотря на точность 88%, автоматизированная система также ошибочно определила 122 образца как положительные, что может привести к тому, что пациенты получат ненужные противомалярийные препараты. «Программное обеспечение искусственного интеллекта все еще не так точно, как эксперт-микроскопист. Это исследование представляет собой многообещающую информацию, а не решающее доказательство пригодности», — заключил Рис-Ченнер.

Читать исследование полностью

Оценка автоматизированного микроскопа с использованием машинного обучения для выявления малярии у путешественников, вернувшихся в Великобританию, Роксана Р. Рис-Чаннер, Кристин М. Бахман, Линн Гриньяр, Мишель Л. Гаттон, Стивен Беркот, Мэтью П. Хорнинг, Чарльз Б. Делахант, Лиминг Ху, Курош Механян, Клэй М. Томпсон, Кэтрин Вудс, Пол Лэнсделл, Сонал Шах, Питер Л. ЧиодиниГраницы борьбы с малярией (2023 г.).