In der westlichen Medizin ist die Erkennung von Malaria recht einfach. „Derzeit ist die Goldstandardtechnik zur Diagnose von Malaria die manuelle mikroskopische Auswertung von gefärbten Blutausstrichen „Erfahrene Mikroskopiker, die in ressourcenarmen Umgebungen Mangelware sind“, sagt Professor für Biomedizin an der Duke University Maschinenbau Adam Wachs sagte Digital Trends. Mit anderen Worten: Gut ausgebildete Praktiker müssen viel Zeit damit verbringen, durch Mikroskope zu schauen.
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Doch vor allem in den armen Regionen, in denen die Malaria am schlimmsten ist, mangelt es an Experten Das Team der Duke-Ingenieure hat eine innovative Technik entwickelt, die den Experten durch einen ersetzt Algorithmus. Sie
veröffentlichten einen Artikel über ihre Studie in der Zeitschrift Plos One letzte Woche.Zunächst strahlen die Forscher einen Laser hin und her durch eine Blutprobe, um ein holografisches Bild zu erstellen. Die Technik ist ziemlich Standard – eine, die das Team seit Jahren verwendet. Die Bilder können Verformungen und verschiedene Anzeichen einer Infektion in den Zellen zeigen, müssen aber noch analysiert werden, um festzustellen, ob es sich um Symptome von Malaria oder einer anderen Krankheit handelt.
Wax und der Doktorand Han Sang Park identifizierten 23 Metriken – wie Zelldicke und Asymmetrie – die dabei helfen, infizierte Zellen von nicht infizierten zu unterscheiden. Die Messwerte waren hilfreich, aber weniger zuverlässig als von den Forschern gewünscht. Keiner von ihnen überschritt allein eine Genauigkeit von 90 Prozent, so dass sie nicht mit dem Auge eines geschulten Praktikers mit einem Mikroskop mithalten konnten. Hier kam der Algorithmus ins Spiel.
Die Forscher speisten Daten von Tausenden von gesunden und ungesunden Zellen in das Deep-Learning-Programm ein, das trainierte selbst zu bestimmen, welche Parameter bei welchen Schwellenwerten und in welchen Kombinationen am wahrscheinlichsten auf eine Malaria hinweisen würden Infektion.
Nach der Betrachtung Tausender Bilder lernte der Algorithmus, Malaria mit mindestens 97 Prozent korrekt zu erkennen Genauigkeit und Verarbeitung von Tausenden von Zellen pro Minute durch Zerlegung der Hologramme in vereinfachte Daten auf dem 23 Metriken. Die Hologramme können problemlos in großen Mengen verpackt und übertragen werden, da der Algorithmus sie auf solchen analysiert vereinfachte Metriken, wodurch die Technik für Regionen mit geringen Ressourcen geeignet ist, in denen normalerweise eine Internetverbindung besteht fleckig.
Obwohl sie erfolgreich waren, eigneten sich die von Wax and Park entwickelten Instrumente am besten für Labore. Seitdem haben sie eine tragbare und günstigere Version entwickelt, die vor Ort eingesetzt werden kann und etwa 500 US-Dollar kostet.
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