深層学習アルゴリズムがマラリアを検出し大成功

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点滅する光の蚊 マラリア タイガー蚊
世界保健機関によると、蚊は世界で最も致死率の高い動物であり、毎年約 5 億人にとって蚊は単なる害虫以上の存在となっています。 彼らの咬傷は刺激的かもしれませんが、彼らが媒介する病気は致命的になる可能性があります。 蚊が媒介するすべての病気の中で、マラリアは最も不快な病気であり、年間 270 万人もの人々の命を奪っています。

西洋医学ではマラリアの検出は非常に簡単です。 「現在、マラリアを診断するための最も標準的な技術は、染色された血液塗抹標本を手作業で顕微鏡で評価することです。 資源の少ない環境では顕微鏡の専門家が不足しています」とデューク大学生物医学教授は述べています。 エンジニアリング アダム・ワックス とデジタルトレンドに語った。 言い換えれば、十分な訓練を受けた医師は、顕微鏡をのぞくのに多くの時間を費やす必要があります。

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しかし、特にマラリアの被害が最も深刻な貧しい地域では専門家が不足しているため、 デューク大学のエンジニアのチームは、専門家を専門家に置き換える革新的な技術を考案しました。 アルゴリズム。 彼らは 彼らの研究に関する論文を発表しました 先週のジャーナル「Plos One」に掲載されました。

まず、研究者らは血液サンプルにレーザーを前後に照射して、ホログラフィック画像を構築します。 このテクニックは非常に標準的なもので、チームが何年も使用してきたものです。 画像には細胞の変形や感染のさまざまな兆候が表れている可能性がありますが、症状がマラリアによるものなのか、それとも別の病気によるものなのかを判断するには、まだ分析する必要があります。

ワックス博士と博士課程の学生ハン・サン・パーク氏は、感染細胞と非感染細胞を区別するのに役立つ細胞の厚さや非対称性などの23の指標を特定した。 指標は役に立ちましたが、研究者が望んでいたほど信頼性がありませんでした。 どれも単独では 90% の精度を超えておらず、訓練を受けた医師の顕微鏡を使った目に匹敵するものはありませんでした。 そこでアルゴリズムが登場しました。

研究者らは、数千の健康な細胞と不健康な細胞に関するデータをディープラーニング プログラムに入力し、トレーニングを行いました。 どのパラメータのどの閾値とどの組み合わせがマラリアの兆候である可能性が最も高いかを判断するためのものです。 感染。

何千もの画像を閲覧した後、アルゴリズムはマラリアを少なくとも 97% 正しく検出することを学習しました。 ホログラムを 23 次元の単純なデータに分解することで、毎分数千のセルの精度と処理を実現します。 メトリクス。 アルゴリズムがホログラムを分析するため、ホログラムを簡単にパッケージ化して大量に送信できます。 メトリクスが簡素化され、インターネット接続が不足する傾向にある低リソース地域でもこの手法を実行可能になります。 むらのある。

ワックスとパークが作成した機器は成功しましたが、実験室に最適でした。 その後、彼らは現場で使用できるポータブルでより手頃な価格の約 500 ドルのバージョンを開発しました。

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