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新型智能显微镜可快速诊断致命血液感染

随着科学技术的发展,显微镜也变得越来越智能,传统显微镜使得我们可以通过上千倍的放大观察样品的原始样貌。但如果一台显微镜能够识别它正在看的是什么样品呢?并且这种能力可以用来挽救人类的生命呢?

新型智能显微镜可快速诊断致命血液感染

 
这就是目前哈佛医学院(BIDMC)的研究员们正在进行的创新尝试。研究人员已经开发出一种显微镜,可以通过机器学习技术(machine learning)来不断增强显微镜的功能,以帮助诊断潜在致命的血液感染,此举大大提高患者生存的可能性。
 
哈佛医学院临床微生物实验室主任兼哈佛医学院病理学副教授James Kirby博士说: “当某人在医院感染时,患者的血液样本会被送到微生物实验室进行诊断。有不同类型的感染,包括细菌,真菌和寄生虫。这些可能是血流感染、尿路感染、肺炎或腹泻。患者血液样本由生物技术专家在显微镜下进行检查,该技术人员可以根据生物体的形状、颜色和图像来确定感染的类型。这些重要的信息会被医生用来选择有效的治疗手段。”
 
那么为什么要使用人工智能(AI)呢?原因是要成为一个能准确一致地识别微生物的专家需要多年的时间。审查一个样本也需要很长时间 - 在繁忙的现代化实验室中,这样做法越来越难。为了创造一个高科技的替代品,研究人员训练了一种神经网络,通过超过数十万张原始图像数据来识别患者样品中的传染性病原体。经过测试,诊断的准确率高达95%。
 
 
Kirby博士继续说:“我们可以设想一个人工智能,经过全面的诊断训练后即可成为专家。但是,我们更愿意给它定义成'诊断助手'。一个结合了生物技术专家的人工智能。具体工作流程是一台自动化的显微镜将从病人样本中捕获数百个图像。然后,AI程序将识别包含微生物的选择图像,并将其呈现给计算机屏幕上的技术人员并提供诊断。技术人员然后将扫描屏幕上的图像,并确认诊断。微生物在标本中通常非常少见,技术专家可能需要很长时间才能通过标准的手动方式来识别微生物。

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