Artificiell intelligens erbjuder ett bättre sätt att diagnostisera malaria

Trots alla våra ansträngningar att kontrollera malaria, kräver diagnosen i många delar av världen fortfarande att man räknar malariaparasiter under mikroskopet på ett objektglas som är insmord med blod. Nu kan ett artificiell intelligensprogram göra det mer tillförlitligt än de flesta människor.

Den AI kommer in i ett automatiserat mikroskop som kallas Autoscope, som är 90 procent exakt och specifikt för att upptäcka malariaparasiter. Charles Delahunt och kollegor vid Intellectual Ventures Laboratory – forskningsgrenen till Nathan Myhrvolds patentlicensföretag Intellectual Ventures i Seattle – byggde systemet med stöd från Bill och Melinda Gates genom Global Good Fund. Autoskopet testades i fält vid Shoklo malariaforskningsenhet på gränsen mellan Thailand och Myanmar under malariasäsongen i december 2014 och januari 2015. resultat publicerades i december.

Autoscope, en 15 tum hög, 7 tum bred, slät vit ruta som omsluter ett mikroskop med en ansluten bärbar dator som kör en mjukvarualgoritm, använder djupinlärning för att analysera mikroskopbilder. Programvara för djupinlärning använder artificiella neurala nätverk som efterliknar hjärnan för att tillåta datorer att känna igen abstrakta mönster. Delahunts team tränade programvaran på 120 bilder från samlingar runt om i världen, både med och utan malaria. Programvaran använder visuella funktioner som form, färg och textur för att beräkna sannolikheten för att ett givet föremål är en malariaparasit. Den klassificerade 170 prover under fälttestningen i Thailand.

'Det kan ha bred tillämpbarhet, inte bara i forskning och övervakning av läkemedelsresistens mot malaria utan också i klinisk praxis, säger Mehul Dhorda, chef för Asia Regional Center vid WorldWide Antimalarial Resistance Network. Dhorda arbetar med Intellectual Ventures på några av de aktuella Autoscope-försöken men var inte en författare till forskningen.

Autoscope använder mjukvara för djupinlärning för att kvantifiera malariaparasiterna i ett prov.

År 2015 drabbade malaria 214 miljoner människor och dödade uppskattningsvis 438 000. Över hela världen spenderar vi cirka 2,7 miljarder dollar per år på att bekämpa och kontrollera malaria.

Nuvarande diagnos av malaria bygger på två metoder: mikroskopi och snabba diagnostiska tester. Snabba diagnostiska tester är portabla kort som visar band i närvaro av malaria, ungefär som ett graviditetstest hemma. De är billiga, men även en liten kostnad kan vara oöverkomlig. Däremot, när en klinik väl har ett mikroskop och några objektglas, kan de återanvändas på obestämd tid utan ytterligare kostnader.

En annan nackdel med snabba diagnostiska tester är att de inte kvantifierar malaria. De upptäcker bara dess närvaro eller frånvaro, så de är inte idealiska för fall av läkemedelsresistent eller svår malaria. Om du har ett svårt sjukt barn med svår malaria är det viktigt att du kontrollerar parasittätheten. Var sjätte timme du vill se, kommer den ner? Har min behandling effekt? säger Albert Kilian , en folkhälsa- och malariaexpert hos Tropical Health Consultancy. Och i dessa fall fungerar inte [snabbdiagnostiska tester], så du måste räkna [parasiterna].

Den mikroskopi som för närvarande används för att kvantifiera parasiterna kräver välutbildade mikroskopister, och många malariabenägna områden har inte tillräckligt med dessa, eller resurserna för att träna nya. Däremot kan vem som helst använda autoskopet. Vi är inte lika bra som de allra bästa människorna, men vi är definitivt bättre än de flesta mikroskopister på området, enligt Världshälsoorganisationens standarder, säger Delahunt.

Det finns hinder att övervinna innan autoskopet kan användas där det behövs som mest. Enheten kräver elektricitet, så den är värdelös i områden som saknar tillräcklig ström.

Och så är det kostnadsfrågan. Intellectual Ventures Laboratory letar för närvarande efter en kommersiell partner för att hjälpa det att sänka kostnaden för Autoscope till $1 500 till $4 000. Den planerar också att spendera 2016 på att testa Autoscope i fler fältförsök i Peru och Sydostasien, inklusive några tester för läkemedelsresistenta malariafall.

Dölj