Нейросеть сделает экспресс-анализ группы крови

Группа ученых Института проблем передачи информации и МФТИ разработали медицинскую экспресс-диагностическую систему, предназначенную для определения группы крови путем анализа реакции агглютинации — склеивания и выпадения в осадок эритроцитов под действием реагентов. Система значительно упрощает процесс — лаборанту достаточно взять образец крови, положить его на серологическую пластинку и поместить в сканер для автоматического определения группы уже с помощью искусственного интеллекта. Оцифровка данных и машинная идентификация пластин позволяют решить сразу две важнейшие задачи: хранение результатов анализа и контроль человеческого фактора.

Экспресс-диагностика рассматривает три системы: ABO (I-IV группы крови), Rh (Резус) и Kell (Келл) — группа антигенов на поверхности эритроцитов, служащих мишенью для многих заболеваний, уничтожающих эритроциты. Входящие в эти системы антигены вызывают наиболее сильные осложнения при переливании несовместимой крови. Предлагаемый учеными алгоритм позволяет точно и быстро оценить эти системы с помощью свёрточной нейронной сети, которая анализирует реакции агглютинации по изображению подготовленного серологического планшета.

Процедура анализа действительно универсальна и заключается в следующем: в отдельной лунке перемешиваются несколько капель образца крови и добавленного к нему реагента, затем отводится время на протекание реакции агглютинации (от 30 секунд до 3 минут в зависимости от реагента). После этого планшет сканируется, и к полученному изображению применяется алгоритм определения наличия реакции агглютинации.

Для обучения нейросети был собран набор данных состоящий из 93 изображений планшетов (3139 изображений лунок) с тремя применяемым системами групп крови (ABO, RH и KELL). В итоге разработанный нейросетевой алгоритм предсказывает агглютинацию с точностью 98.2% на тестовой выборке (безупречная точность для ABO и Rh-factor), что сопоставимо со средним медицинским экспертом.

Предлагаемое решение полностью готово к практическому применению. Диагностическую систему выделяет простота и невысокая стоимость использования, что поможет значительно повысить точность определения группы крови и резус фактора даже в небольших клиниках.

Группа ученых Института проблем передачи информации и МФТИ разработали медицинскую экспресс-диагностическую систему, предназначенную для определения группы крови путем анализа реакции агглютинации — склеивания и выпадения в осадок эритроцитов под действием реагентов. Система значительно упрощает процесс — лаборанту достаточно взять образец крови, положить его на серологическую пластинку и поместить в сканер для автоматического определения группы уже с помощью искусственного интеллекта. Оцифровка данных и машинная идентификация пластин позволяют решить сразу две важнейшие задачи: хранение результатов анализа и контроль человеческого фактора.

Экспресс-диагностика рассматривает три системы: ABO (I-IV группы крови), Rh (Резус) и Kell (Келл) — группа антигенов на поверхности эритроцитов, служащих мишенью для многих заболеваний, уничтожающих эритроциты. Входящие в эти системы антигены вызывают наиболее сильные осложнения при переливании несовместимой крови. Предлагаемый учеными алгоритм позволяет точно и быстро оценить эти системы с помощью свёрточной нейронной сети, которая анализирует реакции агглютинации по изображению подготовленного серологического планшета.

Процедура анализа действительно универсальна и заключается в следующем: в отдельной лунке перемешиваются несколько капель образца крови и добавленного к нему реагента, затем отводится время на протекание реакции агглютинации (от 30 секунд до 3 минут в зависимости от реагента). После этого планшет сканируется, и к полученному изображению применяется алгоритм определения наличия реакции агглютинации.

Для обучения нейросети был собран набор данных состоящий из 93 изображений планшетов (3139 изображений лунок) с тремя применяемым системами групп крови (ABO, RH и KELL). В итоге разработанный нейросетевой алгоритм предсказывает агглютинацию с точностью 98.2% на тестовой выборке (безупречная точность для ABO и Rh-factor), что сопоставимо со средним медицинским экспертом.

Предлагаемое решение полностью готово к практическому применению. Диагностическую систему выделяет простота и невысокая стоимость использования, что поможет значительно повысить точность определения группы крови и резус фактора даже в небольших клиниках.