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低成本智能手机的应用程序可以诊断疟疾

16 Jun 2020 汉娜·贝伦 
Graphical interface

一支来自六名工程师的团队 孟加拉国北南大学 开发了一个程序,可以使用智能手机自动诊断疟疾,该智能手机呈现分段血液涂片图像。这种方法有可能克服昂贵设备和高度训练的人员在资源限制环境中进行疟疾诊断的需求。如果使用移动电话和显微镜对患者样品,所谓的血液涂片进行成像,那么该应用可以分析图像的存在疟疾寄生虫。

在期刊上写作 诊断,开发人员解释说:“该模型可以在移动应用中独立工作而不需要互联网连接,并且可以帮助个人没有任何技术专业知识来检测来自血液涂片的疟疾寄生虫”。

研究团队 开发了10个计算模型,并评估了它们的计算要求,以及它们的准确性,精确度,灵敏度和特异性。一些模型使用AutoEncoder培训,一种人工神经网络,用于以无监督的方式学习如何检测模式,同时无视噪音。这些AutoEncoder培训的型号的尺寸最小,仅为73 kB(少于WhatsApp)。这种计算效率使得能够在低成本智能手机上进行自动诊断。

The engineers

从计算重量轻

2019年,来自美国的工程师已经 开发了一个神经网络 这可以实现自动疟疾诊断。但是,它们的模型太重要了,可以在智能手机或Web浏览器上工作。新模型 Faizullah Fuhad. 他的同事需要比以前的模型更少400万倍,同时保持非常高的分类准确性。来自Bangladesh的团队在手机上展示了脱机,以及在Web应用程序中在线展示功能。

研究人员使用了一个公共数据集,其中包含了来自150名感染和50名健康患者的红细胞图像27,558张图片培训模型。通过将智能手机放置在传统的光学显微镜(可从大约100英镑可获得)来拍摄图像。之后,开发人员在不同的公共数据集上测试了模型,确认了模型的强大性能。

诊断方法的优缺点

目前,疟疾可以被诊断出从临床症状,如发烧,或通过聚合酶链反应(PCR),快速诊断测试(RDT)或显微镜检查。由于临床诊断和PCR需要实验室设置,其他两种方法,RDT和显微镜,最常用于今天的疟疾诊断。

RDT是一种强大的工具,使用类似于妊娠试验的测试条。然而,这种方法与显微镜相比具有一些缺点。它不太敏感,更昂贵,受热和湿度影响。此外,RDT既不能量化寄生虫密度,也没有鉴定导致感染的寄生虫种类。因此,显微镜是最好的技术,但遗憾的是需要高度培训的人员。福德和同事开发的新智能手机应用程序应该克服这种限制。

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