02.08.2016

Машинное обучение упростит диагностику детской пневмонии

Биоинженеры из Оксфордского университета приступили к разработке алгоритма на основе машинного обучения для высокоточной и бюджетной диагностики детской пневмонии. Результаты исследования опубликованы в Journal of the Royal Society Interface.

74dbb728d27d5b29200bd581f4e579b6

Пневмония, или воспаление легких, — группа заболеваний, как правило, инфекционного происхождения, главным симптомом которых является воспаление легочной ткани. Пневмония считается наиболее частой причиной смерти среди детей в возрасте до пяти лет. Ее диагностика осложняется высокими требованиями к квалификации врачей и наличию специализированного дорогостоящего оборудования. Наиболее остро дефицит специалистов и инструментов ощущается в развивающихся странах, где от пневмонии ежегодно умирает около 1 млн несовершеннолетних.

 

В новом исследовании ученые проанализировали данные о пневмонии, полученные в Гамбии, с помощью методов машинного обучения. В частности, авторы оценили вероятность положительного диагноза по 11 критериям: влажный и сухой хрип в бронхах, концентрация кислорода в крови, тахикардия, межреберные ретракции и другим. Результаты показали, что для предварительной верификации воспаления легких достаточно четырех: частоты сердечных сокращений (ЧСС), частоты дыхания, концентрации кислорода и температуры тела.

 

Так, для нетяжелой пневмонии характерно учащенное дыхание: более 40 вдохов в минуту в случае пациентов в возрасте 12–59 месяцев и более 50 — в случае пациентов в возрасте 2–11 месяцев. Впячивание нижней части грудной клетки при упомянутых симптомах свидетельствует о тяжелой пневмонии, центральный цианоз или невозможность глотания — об очень тяжелой форме заболевания. Влажные хрипы в бронхах специфичны для пневмонии в 99% случаев, сухие — в 98%. Межреберные ретракции, при которых пониженное давление воздуха в груди приводит к закупорке в дыхательных путях, специфичны для 98% случаев пневмонии.

 

С помощью упомянутых четырех симптомов ученым удалось повысить чувствительность и специфичность диагностики пневмонии до 98,2 и 97,5% соответственно (против 94 и 69% у системы комплексного лечения детских заболеваний, КЛДЗ). Подчеркивается, что базовое обследование может проводиться стандартными медицинскими инструментами — посредством пульсоксиметра и термометра. Стетоскоп позволяет оценить хрипы в бронхах и тяжесть инфекции с 72,4%-й специфичностью и 82,2%-й чувствительностью (79,3 и 67,7% соответственно у КЛДЗ).

 

Природа пневмонии — бактериальная или вирусная — может выявляться путем оценки ЧСС, частоты дыхания, концентрации кислорода в крови в сочетании с биомаркером липокалином-2, обычно ориентирующим диагностику острого повреждения почек. Такой подход позволяет достичь 81,8%-й чувствительности и 90,6%-й специфичности диагностики, тогда как чувствительность КЛДЗ в вопросе природы заболевания составляет 100% при нулевой специфичности.

 

Как сообщила доктор Элина Найденова, найденные диагностические критерии являются альтернативой сложным медицинским техникам, в частности комбинации рентгеновских систем и бактериологическому посеву крови. Предполагается, что результаты работы могут использоваться в передвижных пунктах обследования, клинические испытания подхода будут проведены в ближайшие два года.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 12:12
Анастасия Михалева

За всю историю исследования в космосе побывали более 500 человек. В океан на глубину более 10 километров спускались всего трое. Мы до сих пор знаем о Мировом океане и его обитателях недопустимо мало.

Позавчера, 14:21
Ольга Иванова

Исследовательская группа из Великобритании провела эксперимент и выяснила, какие факторы могут быть причиной удовольствия, получаемого от объятий.

Позавчера, 19:40
Василий Парфенов

На склоне горы Арагац в западной части Армении после почти десятилетнего простоя включился РОТ-54/2.6 — уникальный радиооптический телескоп, также известный как зеркальный телескоп Геруни. Во время проверки работоспособности прибор прошел два теста, анализируя итоги которых специалисты сделают выводы о его возможностях и перспективах дальнейшего использования.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

25 ноября
Илья Ведмеденко

Российские инженеры спроектировали самолет для межконтинентальных полетов в стратосфере. Его можно назвать условным аналогом британского Skylon.

Позавчера, 12:12
Анастасия Михалева

За всю историю исследования в космосе побывали более 500 человек. В океан на глубину более 10 километров спускались всего трое. Мы до сих пор знаем о Мировом океане и его обитателях недопустимо мало.

3 ноября
Ольга Иванова

Исследований на эту тему, как ни странно, мало, хотя предположений — великое множество. По мнению ученых из Венгрии, одна из причин такого поведения — высокая концентрация внимания на речи хозяина, а еще это означает, что собака слышит знакомое слово.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

2 ноября
Мария Азарова

Авторы новой работы на примере Шотландии определили характеристики людей, умерших от Covid-19, хотя они были привиты, а также выявили основные предикторы смертности.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: