《華爾街日報》:你的狗或貓如何助力加速健康檢測
Jared S. Hopkins | Photographs by Tayler Smith for The Wall Street Journal
想象一下,在離開醫生辦公室前就能獲得最複雜診斷的醫療檢測結果,只需幾分鐘甚至幾秒鐘。
這一目標的實現正始於一個意想不到的地方:獸醫診所。研究人員正在利用寵物鈎蟲等寄生蟲檢測結果來訓練人工智能工具,這些工具不僅能加快寵物診斷速度,也為人類診斷提供了新思路。
梅奧診所今年開始採用由鹽湖城初創公司Techcyte開發的診斷算法,該公司通過動物數據訓練AI系統。梅奧大型實驗室原本積壓着兩週的寄生蟲樣本檢測需求(該實驗室同時處理本院及其他醫療系統的樣本),現在能24小時內完成每日收到的200份檢測。
Quest Diagnostics等大型檢測公司將於明年開始採用Techcyte算法進行寄生蟲糞便檢測。Techcyte表示正尋求美國衞生監管部門批准,讓診所等小型醫療機構能在就診結束前為患者提供算法檢測結果。
Techcyte還與梅奧合作開發基於AI的癌症檢測技術。該AI能為病理學家和醫生(包括非頂尖醫療中心的醫生)提供更全面的數據來判斷患者是否患有癌症。
Techcyte網絡界面一覽,此處展示的是由AI算法分析的人類宮頸細胞學樣本數字化切片。技術人員和病理學家會對結果進行復核確認。圖片來源:Techcyte"我們不僅能更快出結果,而且算法永不失誤,“梅奧診所檢驗醫學與病理學系臨時主任Bobbi Pritt博士表示,“它不會犯人為錯誤,不會分心,也不會疲勞。”
獸醫領域正在奠定基礎,越來越多地將人工智能應用於犬貓等寵物及牲畜的診療。提供動物AI診斷檢測的公司包括Antech和Idexx實驗室。
為農場動物和寵物生產藥品的Zoetis製藥公司與Techcyte合作開發了名為Vetscan Imagyst的診斷設備。Zoetis表示,目前美國已有超3000家獸醫診所使用該設備進行基於AI的糞便、血液、皮膚及尿液檢測。
Imagyst將顯微鏡樣本檢測流程數字化,可在數分鐘內提供可靠結果,而無需像傳統實驗室檢測那樣等待數小時乃至數日。
“無論是獸醫、人類醫學實驗室還是環境實驗室,這個市場的痛點是一致的,“Techcyte首席執行官Ben Cahoon説,“顯微鏡觀察是項非常困難且枯燥的工作,需要專家級人員。他們每天要盯着顯微鏡看足足八小時。”
Imagyst外觀像傳統顯微鏡,實則是一台數字掃描儀。獸醫技術員將樣本製備在載玻片上(這一步仍需10分鐘),放入機器後圖像即上傳至Techcyte雲端。算法開始讀取圖像,幾分鐘內就能生成結果。
最常用的糞便檢測是獸醫最常執行的任務之一,專家建議寵物主人每年至少為寵物做一次寄生蟲檢查。血塗片檢測可在四分鐘內完成紅細胞、白細胞和血小板計數,而傳統做法需將血液樣本外送實驗室。
為設計糞便檢測方案,碩騰公司從全球獸醫診所和實驗室收集了約5萬份樣本,其中許多樣本含有鈎蟲、絛蟲等上百種寄生蟲。科學家標記寄生蟲後,圖像被輸入Techcyte算法,其結果與人類專家的診斷進行了交叉驗證。
根據碩騰資助並於2020年起發表在《寄生蟲與病媒》期刊的研究,Imagyst的準確度與臨牀專家診斷相當。
約瑟夫·達布拉西奧是紐約市哈德遜河谷地區(車程約兩小時)的獸醫,他每天使用Imagyst設備約20次。
“我能更快對患者做出臨牀判斷,”達布拉西奧説道,他每天使用Imagyst設備約20次。達布拉西奧表示,他的員工在照顧動物時通過電腦讀取檢測結果,無需在實驗室等待。快速獲取檢測結果意味着寵物無需住院候診,這可節省數百美元費用。“我能更快對患者做出臨牀判斷,最終降低客户的賬單,因為動物不用在這裏等待數日做檢測。午飯前我就能拿到結果。”
2013年Techcyte初創時專注於人類健康,動物健康並非其初始業務規劃。三年後卡洪加入擔任首席執行官,當時公司尚未推出產品。在一次醫學會議上,他了解到動物健康行業面臨糞便樣本檢測積壓問題——他稱之為“糞便海嘯”。
他認為開發針對動物和環境的檢測會更快,因為監管障礙較少。在貿易展會上,卡洪曾穿着全套糞便造型服裝推廣公司。2019年碩騰開始與Techcyte合作,兩年後成為其投資者。
與此同時,Techcyte基於動物健康領域的經驗,持續研究人類AI醫療。例如,用於訓練動物AI檢測的框架(評估不同參數和設置)同樣適用於人類檢測,因為兩者都涉及顯微鏡技術。
2019年,檢測公司ARUP實驗室開始採用Techcyte算法進行人類糞便檢測。去年Techcyte已在梅奧等醫療系統推出細菌學檢測。
Techcyte的研究正受到關注,包括梅奧的普里特博士。2020年《臨牀微生物學雜誌》發表的同行評審研究顯示,Techcyte與ARUP研究人員證實該公司工具的檢測結果與傳統顯微鏡檢查一致性達98.88%,且比人工更敏感。
普里特表示,Techcyte在動物健康領域的成功為其增添了可信度。“尋找寄生蟲和糞便樣本檢測對動物與人類非常相似。“她説。
在梅奧實驗室,AI幫助將樣本陽性率微升至5%。AI還將陰性樣本複核時間從人工5分鐘縮短至30秒。由於多數玻片呈陰性,工作人員不再耗費大量時間篩查無寄生蟲樣本。
梅奧的技術人員仍會對AI識別的陽性結果進行確認。
梅奧診所平台首席運營官馬尼什·戈亞爾透露,梅奧正與Techcyte合作開發數字病理項目,將AI應用於組織樣本(而不僅是液體和細胞)檢測,包括癌症檢測。該平台投資了Techcyte等初創企業。
戈亞爾表示,梅奧正在數字化約2500萬份患者組織樣本玻片,未來將覆蓋所有患者。這些圖像將用於訓練算法,預計明年可投入臨牀使用。
寫信給賈裏德·S·霍普金斯,郵箱:[email protected]
刊登於2023年11月28日印刷版,標題為《寵物健康檢測中的人工智能工具推動人類診斷進步》。