Разделы Партнеры Информация LinkXpress
Вход
Реклама на сайте
SIGMA ALDRICH CORP.

Искусственный интеллект на базе микроскопа точно идентифицирует бактерии

Редакция HospiMedica - Россия
Опубликовано 02 May 2018
Print article
Платформа сканирования и визуализации препаратов MetaFer Slide Scanning and Imaging с микроскопом Zeiss (фото любезно предоставлено MetaSystems Group).
Платформа сканирования и визуализации препаратов MetaFer Slide Scanning and Imaging с микроскопом Zeiss (фото любезно предоставлено MetaSystems Group).
Микроскопы с искусственным интеллектом (ИИ) могут помочь клиническим микробиологам диагностировать потенциально смертельные инфекции крови, что сможет улучшить шансы пациентов на выживание.

Ученые продемонстрировали, что автоматизированная система микроскопа, улучшенная искусственным интеллектом, является непревзойденной в быстром и точном определении изображений бактерий. Автоматизированная система может помочь уменьшить существующую нехватку высококвалифицированных микробиологов, которая, как ожидается, увеличится, поскольку в ближайшие пять лет 20% технологов достигнут пенсионного возраста.

Ученые, в сотрудничестве с отделением патологии при медицинском центре Бет Израел Диконесс (Beth Israel Deaconess Medical Center; Бостон, штат Массачусетс, США), использовали автоматизированный микроскоп, предназначенный для получения изображений микроскопических препаратов с высоким разрешением. В этом случае образцы крови, взятые у пациентов с подозрением на инфекцию крови, инкубировали для увеличения количества бактерий. Затем препараты подготавливали, помещая каплю крови на предметное стекло и окрашивая красителем, чтобы сделать структуры бактериальных клеток более заметными.

После этого исследователи подготовили свёрточную нейронную сеть (convolutional neural network), класс искусственного интеллекта, смоделированный на зрительной коре млекопитающих и используемый для анализа визуальных данных, для классификации бактерий на основе их формы и распределения. Эти характеристики были выбраны для моделирования бактерий, которые чаще всего вызывают инфекции крови, палочковидных бактерий, включая кишечную палочку, а также образцов круглых кластеров стафилококков и образцов пар или цепочек стрептококков. Все препараты сканировались без покровных стекол с использованием платформы MetaFer Slide Scanning and Imaging с автоматическим загрузчиком препаратов емкостью в 140 стекол, оснащенной объективом Plan-Neofluar с увеличением 40×.

Для машинного обучения ученые загрузили в необученную нейронную сеть более 25 000 изображений образцов крови, подготовленных во время обычных клинических исследований. Кадрируя эти изображения, в которых бактерии уже были идентифицированы клиническими микробиологами, ученые создали более 100 000 учебных образов. Машинный интеллект научился сортировать изображения по трем категориям бактерий (палочковидные, круглые кластеры и круглые цепочки или пары), в конечном итоге достигая почти 95% точности.

Команда бросила вызов алгоритму для сортировки новых изображений 189 препаратов без вмешательства человека. В целом алгоритм достиг более 93% точности во всех трех категориях. Чувствительность/специфичность составила 98,4/75,0% для грамположительных кокков в цепочках/парах, 93,2/97,2% для грамположительных кокков в кластерах и 96,3/98,1% для грамотрицательных палочек. Исследование было опубликовано 29 ноября 2017 года в “Журнале клинической микробиологии” (Journal of Clinical Microbiology).

Ссылки по теме:
Медицинский центр Бет Израел Диконесс


Print article

Каналы

Химия

посмотреть канал
Подтверждено наличие бета-амилоидных димеров в мозгах человека с болезнью Альцгеймера (фото предоставлено Институтом исследований в области биомедицины).

У пациентов с болезнью Альцгеймера обнаружены бета-амилоидные димеры

Наиболее широко используемыми биомаркерами для раннего выявления болезни Альцгеймера (БА) в настоящее время являются концентрации... Читать дальше

Молекулярная диагностика

посмотреть канал
При эпидемии болезни легионеров необходимо максимально быстро и точно выявить источник патогенов, чтобы предотвратить дальнейшее распространение инфекций. В настоящее время исследователи разработали экспресс-тест, который идентифицирует Legionella pneumophila менее чем за час. На фотографии показано использование чипа LegioTyper с MCR-платформой для анализа микрочипов (изображение любезно предоставлено Йонасом Бемцем (Jonas Bemetz), Мюнхенский технический университет).

Предложен способ быстрого обнаружения легионелл для систем водоснабжения

Быстрый анализ (время выполнения занимает примерно 1 час) с использованием ДНК-микрочипов сможет заменить классические методы... Читать дальше

Гематология

посмотреть канал
Клинический проточный цитометр Navios (фото любезно предоставлено Beckman Coulter).

Метод проточной цитометрии оценен для сигнальных путей

Агрегация тромбоцитов является ключевым параметром при артериальном тромбозе, что приводит к инфаркту миокарда или ишемическому... Читать дальше

Иммунология

посмотреть канал
Времяпролётный масс-спектрометр с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией SimulToF (фото любезно предоставлено Virgin Instruments).

Белковая подпись влияет на исход при метастатической меланоме

Клинические результаты метастатической меланомы при применении антител ниволумаба и пембролизумаба, действующих против PD-1... Читать дальше

Патология

посмотреть канал
: nanoLC-Ultra 1D+ для жидкостной хроматографии (фото любезно предоставлено Eksigent).

Определены биомаркеры для синдрома раздраженного кишечника

Причины желудочно-кишечных расстройств при синдроме раздраженного кишечника (СРК) остаются недостаточно изученными.... Читать дальше

Лаб. технология

посмотреть канал
Недорогая портативная лаборатория на основе телефона, которая способна интерпретировать результаты микропланшетного анализа (фото любезно предоставлено Вашингтонским университетом).

Считыватель на основе смартфона способен обнаруживать распространенные патогены

В сельских районах или районах с низким уровнем ресурсов врачам иногда приходится полагаться на симптомы пациента или использовать... Читать дальше

Индустрия

посмотреть канал
GE Healthcare и Roche вступили в партнерство для совместной разработки и маркетинга программного обеспечения для поддержки принятия клинических решений (фото любезно предоставлено iStock).

GE Healthcare и Roche вступили в партнерство для разработки платформы цифровой диагностики

GE Healthcare (Чикаго, штат Иллинойс, США) и Roche (Базель, Швейцария) вступили в стратегическое долгосрочное партнерство,... Читать дальше
Copyright © 2000-2018 Globetech Media. All rights reserved.