這些算法在印度農村醫療中發揮極大作用,未來還將發揮哪些作用?

作者 | Apoorva Mandavilli

譯者 | Jhonny,責編 | Carol

來源 | Unitimes

在結核病猖獗的印度農村等地方,用於掃描肺部X射線的 AI 技術可能有助於消除這種疾病之苦。

       印度農村馬哈拉施特拉邦的 Chinchpada Mission 醫院

在世界上一些最偏遠和最貧困的角落,呼吸道疾病比比皆是。訓練有素的醫學專業人士怯於涉足這些地區,而人工智能 (AI) 和互聯網技術越來越多地支持這類疾病的診斷

在不到一分鐘的時間內,使用手機或計算機上的一款新式App即可掃描 X 射線以查看結核病、Covid-19 (新冠病毒) 和其他27種情況的體徵跡象。結核病 (TB) 是世界上最致命的傳染病,報道稱去年奪去了近140萬人的生命。這款名爲 qXR 的 App 是過去幾年中出現的用於掃描和診斷結核病的諸多基於 AI 技術的工具之一。

這些基於 AI 技術的診斷工具爲早日發現疾病和減少不必要的實驗室檢測帶來了希望。它們已經被大規模使用,且也可能用於發現新出現的疾病羣。

位於加拿大蒙特利爾的麥吉爾國際結核病中心 (McGill International TB Center) 主任 Madhukar Pai 表示:“在基於人工智能的所有應用中,我認爲,相較於通過放射科醫生,使用算法對圖像進行數字化分析很可能是最有效的方法。

Pai 博士和其它專家也警告稱,人工智能無法替代臨牀醫生,但人工智能與臨牀專家相結合正被證明是一種非常強大的方式

位於美國聖地亞哥斯的克里普斯研究轉化研究所 (Scripps Research Translational Institute) 所長 Eric Topol 博士也表示:“機器與臨牀醫生結合的方式要比僅通過臨牀醫生的方式更好,也比單獨使用機器的方式更好。”Eric Topol 此前著有將人工智能應用到醫學領域的書籍。

印度是全球約四分之一的結核病病例發生地,因此印度迫切需要一款能夠在偏遠地區診斷出這種疾病的 App。

位於印度西北部小鎮 Nandurbar 的 Chinchpada Christian 醫院爲當地的 Bhil 部落社區成員提供醫療服務,其中一些人距離這家醫院125英里,且這家醫院僅有50張病牀和8位醫生,只有最基本的醫療設備。

Simdega (西姆德加) 是印度最貧窮的20個地區之一,距離最近的小鎮 Rourkela 也需要行駛近5個小時的顛簸之路。該地區的部落居民居住在一個小村莊,周圍是茂密的常綠森林。Simdega 的醫療中心僅擁有 60 張牀位和 3 名醫生,位於一片森林的一片空地上。該醫院的負責人 George Mathew 博士表示,該醫院“實際上是在一片茫茫荒野中”

Mathew 博士表示,僅有的幾位工作人員必須處理所有發生的事情,“從瘧疾到心肌梗死,再到抽搐和頭部受傷。” 多年以來,他一直在自學讀取 X 射線,並向身在遠方的放射科醫生朋友和前同事求助。

儘管 Nandurbar 和 Simdega 這兩個地區相距 800 多英里,但它們的人口卻驚人地相似。瘧疾、鐮狀細胞病和結核病在這裏普遍存在,這種情況因爲人們的貧困、依賴精神治療和酗酒問題而愈發嚴重,甚至在兒童羣體內也是如此。

Nandurbar 醫院的醫學負責人 Ashita Singh 醫生說道:“結核病往往被忽視,而且診斷常常被延誤。” 她表示,當人們到達這些醫療中心時,他們通常“病情非常非常重了,甚至從未在其他地方接受過評估”。

       Ashita Singh 博士與一位病人

但是在某些患者中,其 X 射線帶有的一些微妙徵兆,非專家醫生是無法檢查出來的。Singh 博士說道:“人工智能技術對於這類人羣來說將帶來巨大的好處。”

新冠病毒的到來以及隨之而來的封鎖,使這些偏遠地區的醫院與最近的城鎮和放射科醫生失去了聯繫。由於新冠病毒和結核病這兩種疾病都影響肺部,這種情況進一步延遲了結核病的診斷,並使情況變得棘手。

幾個月前,這兩家醫院都開始使用 qXR 這款 app,這是由印度公司 Qure.ai 創建並得到印度政府補貼的應用程序。該應用程序允許用戶掃描 X 射線,如果發現結核病的證據,則會爲患者分配風險評分。然後,醫生可以對風險最高的患者進行確認性測試

Singh 博士說道,在 Nandurbar 的醫院中,該 app 在今年十月份幫助診斷了20名患者的結核病。

專家表示,像 qXR 這類的應用程序也在結核病患病率較低的地方使用,以及用於 HIV 攜帶者這些高風險結核病感染者和患有其他疾病的人羣進行日常篩查。

約翰·霍普金斯大學 (Johns Hopkins University) 的結核病專家 Richard E. Chaisson 博士表示:“對於疑似患有結核病的人來說,大多數的胸部 X 射線都是由不善於讀取結核病的人進行檢查的。如果有人工智能 (AI) 程序包可以在某個遠程急診室爲患者讀取 X 射線和CT掃描,這將是非常巨大的進步。”

qXR 是基於 AI 的結核病檢測應用程序中最有前途的 app 之一。創建該 app 的公司 Qure.ai 直到幾年前一家印度醫院的醫生建議使用該 app 之後才意識到這款 app 的潛力。

       Qure.ai 技術的截圖

根據《自然》雜誌發表的一篇科學報告,在由 Stop TB Partnership 開展的比較不同的 AI 應用程序的研究中,所有 AI 應用程序的性能都優於有經驗的人類解讀,其中 qXR 似乎表現最好

Qure.ai 的首席執行官 Prashant Warier 表示,該 app 可準確識別 95% 的結核病。但是,這種精確度並不是基於現實情況,Topol 博士將其稱爲基於人工智能的 app 的“常見問題”。Topol 博士補充說,在美國或西歐,結核病程序的準確性可能不如印度,因爲在美國或歐洲,該病的流行率較低。

該 app 僅在成人中進行了測試,但現在已在6歲及以上的兒童中使用。布朗大學 (Brown University) 兒科結核病專家 Silvia S. Chiang 博士表示,胸部 X 射線檢查對兒科結核病特別有用,因爲約有70%的兒童病例無法通過實驗室檢查得到證實。

Chiang 博士說道:“能讀取小兒胸部 X 射線的訓練有素的專業人員非常稀缺,因此,爲兒童開發和驗證由計算機輔助的 X 射線讀取技術將大有幫助。”

Qure.ai 方面表示,該公司正在孟加拉國的兒童中測試其 app 程序,並將於明年初發布數據。同時,qXR 和其他 app 也將不斷改進。

專家們對基於人工智能 (AI) 的應用程序可能對結核病的控制產生巨大影響持樂觀態度,尤其是在印度等缺乏醫療資源的國家。

Singh 表示:“我在夢想這樣一個時候,像這樣的工具可以提供給所有不願進行 X 射線檢查的政府初級和二級醫療中心 (因爲這些部門沒有信心讀取患者的 X 射線)。如果印度農村地區的每個 X 射線中心都可以實現這一點,我認爲我們可以戰勝結核病。”


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