• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
02.08.2016
247

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 18:28
Анна Новиковская

Историки долго мучились вопросом, почему древние римляне — те же, что сумели выстроить множество великолепных произведений архитектурного искусства, — с завидной регулярностью изготавливали странно асимметричные игральные кости, похожие на плохо слепленные детские поделки. Теперь у них есть возможный ответ на эту загадку.

Вчера, 15:22
Ольга Иванова

Антропологи из США и Великобритании опровергли результаты исследований других ученых, опубликованные в прошлом году, и пришли к выводу, что мозг человека не уменьшался с момента трех тысяч лет назад. Более того, этого, похоже, не происходило с момента появления нашего вида — Homo sapiens.

Вчера, 18:31
Александра Медведева

Ученые обнаружили новый источник кислорода, который мог повлиять на эволюцию жизни еще до появления фотосинтеза. Оказалось, в сейсмически активных регионах вода при высоких температурах может вступать в реакцию с дефектами на поверхности горных пород, образуя перекись водорода, которая, в свою очередь, может служить источником кислорода для гипертермофильных бактерий.

6 августа
Сергей Васильев

Наблюдения показали, что планеты — мини-нептуны могут терять атмосферу под действием излучения своих звезд, переходя в группу каменистых планет-сверхземель.

Позавчера, 18:28
Анна Новиковская

Историки долго мучились вопросом, почему древние римляне — те же, что сумели выстроить множество великолепных произведений архитектурного искусства, — с завидной регулярностью изготавливали странно асимметричные игральные кости, похожие на плохо слепленные детские поделки. Теперь у них есть возможный ответ на эту загадку.

Вчера, 12:00
НИУ ВШЭ

Федеральная программа материнского капитала (и ее региональные аналоги) действительно приводит к тому, что семьи чаще и быстрее решаются завести второго ребенка. К такому выводу пришли сотрудники Исследовательской рабочей группы по экономико-математическому моделированию демографических процессов факультета экономических наук НИУ ВШЭ.

11 июля
Василий Парфенов

Доступность высококачественных и актуальных данных от спутников дистанционного зондирования Земли растет с каждым годом. Такие компании, как Capella Space и Maxar Technologies, несколько лет подряд предлагают всем желающим беспрецедентно дешевые радарные и оптические снимки земной поверхности высокого разрешения. Это позволяет гражданским аналитикам наблюдать за военными объектами по всему миру и находить интересные артефакты.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

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: