Революция в диагностике малярии: искусственный интеллект показывает точность на уровне экспертов

Ежегодно малярией заболевают более 200 млн человек, и более полумиллиона из них погибают. Всемирная организация здравоохранения рекомендует перед началом лечения заболевания, вызываемого паразитами Plasmodium, проводить диагностику на паразитов.

Существуют различные методы диагностики, включая обычную световую микроскопию, экспресс-диагностику и ПЦР.

Однако стандартом диагностики малярии остается ручная световая микроскопия, при которой специалист исследует пленки крови с помощью микроскопа, чтобы подтвердить наличие малярийных паразитов. При этом точность результатов в значительной степени зависит от квалификации микроскописта и может быть затруднена из-за усталости, вызванной чрезмерной нагрузкой на специалистов, проводящих тестирование.

И вот теперь в журнале Frontiers in Malaria международная группа исследователей оценила, может ли полностью автоматизированная система, объединяющая программное обеспечение для обнаружения ИИ и автоматизированный микроскоп, диагностировать малярию с клинически полезной точностью.

При 88% точности диагностики по сравнению с микроскопистами система искусственного интеллекта идентифицировала малярийных паразитов почти, хотя и не совсем, так же хорошо, как эксперты, — сказала д-р Роксанна Рис-Чаннер, научный сотрудник Больницы тропических болезней при Калифорнийском университете в Великобритании, где проводилось исследование.

Такой уровень производительности в клинических условиях является серьезным достижением для алгоритмов ИИ, нацеленных на борьбу с малярией. Он указывает на то, что система действительно может стать клинически полезным инструментом для диагностики малярии в соответствующих условиях.

ИИ диагностирует точно

Исследователи отобрали более 1200 образцов крови путешественников, вернувшихся в Великобританию из стран, эндемичных по малярии. В ходе исследования была проверена точность ИИ и автоматизированной системы микроскопов в реальных клинических условиях при идеальных условиях.

Оценка образцов проводилась как с помощью ручной световой микроскопии, так и с помощью системы ИИ-микроскопа. Вручную было диагностировано 113 образцов, положительных по малярийному паразиту, тогда как ИИ-система правильно определила 99 образцов, что соответствует 88% точности.

ИИ в медицине часто демонстрирует радужные предварительные результаты на внутренних наборах данных, но затем терпит крах в реальных клинических условиях. Данное исследование позволило независимо оценить, сможет ли система искусственного интеллекта добиться успеха в реальных клинических условиях, — говорит Рис-Чаннер, которая также ведущий автор исследования.

Автоматизированная система против ручной

Полностью автоматизированная система диагностики малярии, которую испытали исследователи, включает в себя не только программное, но и аппаратное обеспечение. Автоматическая микроскопическая платформа сканирует пленку крови, а алгоритмы обнаружения малярии обрабатывают изображение для выявления паразитов и их количества.

Автоматизированная диагностика малярии имеет ряд потенциальных преимуществ, отмечают ученые.

Даже опытные микроскописты могут уставать и допускать ошибки, особенно при большой нагрузке, — поясняет Рис-Чаннер.

Автоматизированная диагностика малярии с использованием искусственного интеллекта может снизить эту нагрузку на микроскопистов и тем самым увеличить возможную нагрузку на пациентов». Кроме того, такие системы дают воспроизводимые результаты и могут быть широко внедрены, считают ученые.

Несмотря на 88%-ную точность, автоматизированная система также ошибочно определила 122 образца как положительные, что может привести к приему пациентами ненужных противомалярийных препаратов.

Программное обеспечение с искусственным интеллектом все еще не настолько точно, как микроскопист-эксперт. Это исследование представляет собой скорее многообещающую точку отсчета, чем решающее доказательство пригодности, — заключает Рис-Чаннер.

10.08.2023