AI顯微鏡面市:20分鐘診斷瘧疾,精度滿足世衛最高標準



還記得比爾及梅林達·蓋茨基金會和高智公司共同出資成立的Global Good基金會吧。

昨天,由Global Good基金會投資的中國顯微鏡制造公司Motic宣稱,旗下所研發的一款顯微鏡,EasyScan Go即將投入商用。這款顯微鏡,應用了深度學習算法,可在20分鐘內快速診斷出瘧疾及進行蟲卵計數。

AI顯微鏡面市:20分鐘診斷瘧疾,精度滿足世衛最高標準

△ 倫敦熱帶疾病研究中心研究員在測試EasyScan Go顯微鏡

如今,每年有近50萬人死于這種蟲媒傳染病。這款能快速高效檢測瘧疾的AI賦能顯微鏡EasyScan Go就顯得尤其重要。

在試驗階段,這款顯微鏡就滿足了世界衛生組織顯微鏡檢測的最高標準,確診率無異于經過訓練的顯微鏡專員。

“EasyScan Go能幫助我們穩定快速地判斷,什么藥物能有效地減少血液中的瘧疾寄生蟲數量,”Global Good基金會負責全球健康科技的主任David Bell說,“人工智能技術能夠提高我們確診瘧疾的準確率,從而更高效地篩選出有療效的藥物?!?/span>

比起人工的方法(由實驗技術員去一個一個準備血樣并在顯微鏡下觀察后再確診),應用了深度學習的軟件EasyScan Go顯然要省事得多,檢測流程可以流水自動化了。

位于華盛頓的高智公司首席調查官Ben Wilson提到,“對于深度學習算法來說,需要采集大量的訓練數據才能得出準確的診斷結果。但實際情況中,幾百個血樣里才會出現瘧疾的寄生蟲,訓練樣本數很少是個難題?!?/span>

Motic的總經理Sebastian Nunnendorf把這個難度比喻為,“就好像在一塊標準足球場里找個石子一樣?!?/span>

AI顯微鏡面市:20分鐘診斷瘧疾,精度滿足世衛最高標準

△ 研究人員需要從血樣涂片來訓練EasyScan Go檢測瘧疾

解決方案是,把能從圖像中分離出目標對象的傳統算法與深度學習的算法結合起來。高智公司甚至專門請各地實驗室制造了一批粗制的血樣涂片,為的是訓練深度學習算法能在實際檢測中面對不理想的樣本時,依然能得出精準的診斷結果。

在早期,要用深度學習算法的瘧疾檢測,是需要依托特制的顯微設備。Global Good的研究人員和Motic攜手合作,確保未來商用的EasyScan Go的檢測精度和速度不差于當前顯微鏡專家,最好能滿足世界衛生組織的最高標準。

經過專家們的努力,該款顯微鏡原型的檢測速度已經可以和顯微鏡專家一樣了,每一個樣本檢測用時只需要20分鐘。高智公司表示,希望最終商用時,進一步能把時間縮短到十分鐘。

“除了檢測時間上能達到專家的水平,該款顯微鏡原型還可以快速彌補顯微鏡專家人數稀缺的問題,并同時追蹤那些抗多種藥物的瘧疾種??偟膩碚f,用了AI技術的顯微鏡,有太多方面的優勢,并不是簡單地把實驗人員替換掉而已?!盡otic的老大說。

如果未來EasyScan Go能大范圍地推廣的話,人們就可以隨時監測傳染病的擴散情況,并及時發現有效治療某種傳染病的藥物了。因為自動化的顯微監測可以提供一套標準化的流程,還能對比跨不同年代不同地區的某種傳染病的致病源,來監控變異情況。

AI顯微鏡面市:20分鐘診斷瘧疾,精度滿足世衛最高標準

這款顯微鏡的上市時間和最后價格暫時還沒有確定,但是Global Good和Motic并不希望把價格定到像高端電子掃描顯微鏡一樣那么貴。最理想的情況是,價格盡可能親民,這樣那些瘧疾或其他流行傳染病肆虐的低收入水平國家才能購買得起。

如果此次AI技術的應用,能夠大面積地成功應用在瘧疾的檢測上,那么未來,Motic就可以把深度學習的經驗遷移到下一代的EasyScan Go,用于檢測其他傳染病,比如登革熱、美洲錐蟲病、絲蟲病、鐮刀貧血病等。

一旦連瘧疾這種最難確診的難題,都能被AI攻下來的話,那其他也需要用到明場顯微術才能確診的血液微生物病確診就相對簡單了,樣本的類別甚至可以擴大到痰和排泄物。




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