Автоматизация микроскопии: смартфон с ИИ от Celly.AI вместо человека
Еще одной сферой, где человеческий труд уступит место новым технологиям, уже в ближайшем будущем станет лабораторная микроскопия. Например, решение Celly.AI использует смартфон, чтобы в реальном времени в автоматическом режиме распознавать различные типы лейкоцитов, раковые и предраковые клетки, малярийных паразитов и многое другое.
Celly.AI: нейросеть и нейропроцессор
Celly.AI соединяет две технические революции: развитие нейросетей и появление нейропроцессоров в смартфонах. Такое сочетание дает девайсам настолько высокие вычислительные и интеллектуальные мощности, что они могут в режиме реального распознавать изображения в видеопотоке с камеры смартфона. Что мы получаем на практике и как это помогает лабораторной диагностике?
Рассмотрим на примере одного из анализов, который до сих пор в 95% случаев выполняется в лабораториях вручную, — микроскопия мазков крови. С ее помощью составляется лейкоцитарная формула, которая необходима для диагностики аутоиммунных, вирусных заболеваний, воспалительных процессов, злокачественных новообразований и пр.
Сам процесс микроскопии практически не изменился на протяжении последних ста лет: врач лабораторной диагностики вручную смотрит распределение белых клеток крови: нейтрофилов, базофилов, моноцитов, лимфоцитов и т.д. — и рассчитывает их процентное соотношение. Однако благодаря современным технологиям распознавание и подсчет можно доверить нейросети. Чтобы научить ее безошибочно определять клетки крови разных типов, разработчики Celly.AI использовали более миллиона изображений, размеченных врачами лабораторной диагностики.
Работа приложения уже проверена в клинических исследованиях, и его результаты по качеству как минимум такие же, как у «живых» врачей. При этом, благодаря машинному обучению, нейросеть учится и совершенствуется с каждым проведенным тестом, а значит, вероятность ошибки становится все ниже. А еще решение не устает, не отвлекается, не нуждается в перерывах.
Рис.1. Схема работы решения
Сейчас Celly.AI работает не только с микроскопией крови человека, но и с ветеринарными мазками, костным мозгом и анализом на малярию. В будущем к этому списку присоединятся анализы стула, мочи спермы, гистопатологии — уже проводятся соответствующие исследования. Все что сейчас смотрит глазами человек - будет анализироваться нейросетью.
Что получает лаборатория?
Автоматизация микроскопии крови в некоторой степени была доступна лабораториям и ранее, однако до сих пор абсолютное большинство таких анализов проводится вручную. Почему, ведь в наши дни довольно часто используются гематологические анализаторы? Да, такие приборы распознают десятки показателей крови, но многие из них не умеют дифференцировать лейкоцитарные клетки — либо вовсе не делают это, либо выделяют базовые типы. Соответственно, точную формулу приходится составлять врачу — при помощи ручной микроскопии. Приборы, способные автоматизировать данный процесс, также существуют, однако они весьма дорогостоящи и доступны далеко не всем учреждениям, особенно в небольших населенных пунктах отдаленных регионов.
Вместе с тем смартфоны в наши дни есть практически у каждого. Пока Celly.AI работает только с iPhone, но даже если в лаборатории у всех сотрудников исключительно Andriod, стоимость нового смартфона несравнимо ниже стоимости продвинутого анализатора. Также лаборатории понадобится специальная линза-адаптер, чтобы присоединить гаджет к микроскопу. Суммарно такое оборудование не только значительно ниже по цене, а кроме того — компактнее по сравнению с габаритными приборами. Для многих лабораторий это немаловажный фактор.
Автоматизация помогает оптимизировать работу учреждений. Проводить рутинную микроскопию будет ИИ, а врач будет концентрироваться только на самых сложных случаях. Разгрузив врача от рутинной работы за микроскопом лаборатория сможет уменьшить зарплатный фонд. С другой стороны, микроскопия будет проводиться быстрее, а качество выполненных анализов вырастет.
Celly.AI помогает и там, где наблюдается нехватка специалистов. Например, лаборатория Equity Afia в Кении внедрила решение, чтобы оперативнее и качественнее проводить малярийные тесты и компенсировать недостаток персонала.
Что получают врач и пациент?
Пациенту решение помогает в первую очередь оперативнее получить результаты — не нужно везти микропрепарат в удаленные центры, где есть квалифицированный персонал. Кроме того, повышается надежность и точность исследований, так как машина не подвержена человеческим факторам и может работать без потери качества буквально круглые сутки.
Помимо указанного выше, для врача дополнительным плюсом станет доступ на специальный портал, где все микропрепараты и результаты хранятся в оцифрованном вид. То есть у доктора будет возможность вернуться к любому анализу, а руководители лаборатории смогут контролировать работу сотрудников и всего учреждения. Хранилище также способствует развитию телемедицины и проведению удаленных консультаций. Или, например, если у лаборатории сеть филиалов, необязательно иметь врача в штате каждого из них — на помощь коллегам придут специалисты центрального офиса.
В заключение отметим, что автоматизация в микроскопии — вопрос времени, поскольку технологии уже позволяют проводить такие анализы при минимальном участии человека. Обучить нейросети проще и выгоднее, чем множество сотрудников по всему миру. Кроме того, такие решения обладают значительными преимуществами для как для лаборатории, так и для врачей и пациентами.