Машинное обучение упростит диагностику детской пневмонии — Naked Science
02.08.2016
6 минут

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.

Вчера, 14:50
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

Позавчера, 10:27
24 минуты
Редакция

Конспирологические теории давно вышли за пределы камерных форумов в Сети и разговоров на кухнях – сегодня о них можно прочитать в газетах и услышать по ТВ. Их сторонники считают, что Земля плоская, первые лица государств – инопланетяне-рептилоиды, а ВИЧ выдумали фармакологические компании. Разберемся, какие особенности нашего восприятия делают конспирологию такой привлекательной и может ли вера в мировой заговор нанести реальный ущерб.

Вчера, 17:55
6 минут
Полина Гершберг

Благодаря принятию Монреальского протокола в 1989 году прогноз по среднегодовой температуре на 2050-й улучшился на 1 °C.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

7 декабря
4 минуты
Илья Ведмеденко

Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.

Вчера, 14:50
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: