1590年前後,荷蘭眼鏡製造商詹森乾脆製造了世界上第一台使用凹面鏡和凸面鏡的顯微鏡,將人類的視野從巨集觀變為微觀,開啟了形態學檢查的大門。 1650年,荷蘭人列文胡研製的第一台光學顯微鏡誕生,他通過發明300倍放大倍光學顯微鏡,首次成功觀測到人類紅細胞。 從那時起,用於觀察微觀世界的顯微鏡手段和方法一直使用到今天,為細胞形態學、微生物學和寄生蟲學的萌發和發展奠定了基礎。 長期以來,形態學檢測嚴重依賴人工操作,但人工操作檢測速度慢,操作繁瑣,一致性差,檢測結果取決於操作人員的責任心和檢測技術。 在標本數量不斷增加的今天,傳統的手動顯微鏡檢測顯然已經無法滿足臨床檢測需求。
圖1:形態學顯微鏡檢查史。
隨著計算機硬體效能和演算法算力的全面提公升,機器視覺和卷積神經網路技術的快速迭代,人工智慧技術在醫療領域得到了快速發展。 艾威獨創的創新“機器視覺技術”和“醫用顯微鏡形態檢測自動化”等關鍵共性技術處於世界領先地位,終結了過去只能手工完成的形態檢測歷史,填補了多項國際國內技術空白。 先後實現了尿液、糞便、白帶、血液等標本中成型成分的自動化、智慧型化、標準化、標準化檢測,是人工智慧在國內外形態學識別領域應用的典型代表。
圖2:AI顯微鏡有多智慧型?
深度學習演算法、算力、大資料是人工智慧的三大要素,任何影響上述三要素的因素都可能影響細胞識別的準確性和穩定性。 目前,愛威科技已在6000多家醫院安裝了10000多台,每年檢測樣本數量超過1個1億人次,為AI訓練提供海量資料。 其次,為了提公升算力,愛威科技搭建了多台高效能伺服器,可以同時訓練不同引數下的模型,大大提高了計算速度。 艾威科技第四代AI識別系統基於卷積神經網路的深度學習方法,結合智慧型地圖採集技術,通過大資料進行模型訓練,構建了用於識別尿液、糞便、白帶、血液等標本中形成成分的深度學習模型,該模型利用卷積逐步挖掘淺層, 影象中的中深特徵,具有更強的魯棒性和泛化能力,確保檢測結果準確、穩定、可靠。目前,第四代AI識別系統已廣泛應用於其尿液、糞便、生殖道分泌物、血液等標本的自動分析產品和解決方案中,大大減輕了操作人員的工作量,提高了工作效率,得到了廣泛的認可。
圖 3:Aiwei 顯微鏡系列。
*E-7200系列模組化尿液分析線。
測試專案。 科學:包括色度、濁度、比重、電導率、滲透壓。
幹化學:14 項,提供尿微量白蛋白肌酐 (ACR)。
形態學:對尿液中的白細胞、上皮細胞、管型和晶體進行分類和定量計數,分析紅細胞形態,並提供紅細胞形狀、大小、色度曲線和大小-色度散點圖,以輔助判斷血尿**。
*E-2100系列模組化血細胞形態學自動化分析線。
測試專案。 白細胞:中性粒細胞、淋巴細胞、單核細胞、嗜酸性粒細胞、嗜鹼性粒細胞,計算各類細胞的百分比,並能對異常白細胞和幼稚粒細胞進行預分類。
紅細胞:可分為正常紅細胞、大紅細胞、小紅細胞、球形紅細胞、靶紅細胞、口紅細胞等,計算各類細胞的比例,描述紅細胞的形態,對幼稚紅細胞進行預分類。
血小板:可分為正常血小板、大血小板、血小板聚集和血小板聚集,血小板聚集超過預警值。
寄生蟲:可能表明感染了血液寄生蟲(瘧原蟲、斑點絲蟲、克氏錐蟲、多諾瓦尼利什曼原蟲等)。
重新分類:經過人工審核,可以對異常分類的細胞和無法識別的細胞進行重新分類。
*E-32系列生殖道分泌物分析儀。
測試專案。 幹化學:可檢測pH值、過氧化氫、乳酸、白細胞酯酶、唾液酸酶、-葡萄糖醛酸酶、乙醯氨基葡萄糖苷酶、脯氨酸氨基肽酶、凝固酶、氧化酶、鹼性磷酸酶,以輔助判斷**炎症類別。
形態學:包括紅細胞、白細胞、上皮細胞、線索細胞、滴蟲病、球菌、桿菌、真菌、
病原微生物,自動上報清潔度,可擴充套件提供菌群密度、多樣性、優勢菌、Nugent評分、Donders評分等指標,並可提供滴蟲病檢測動態**,提高滴蟲病檢出率。
*E-56系列全自動糞便分析儀。
測試專案。 科學:自動識別顏色和特徵。
形態學:可檢測微觀糞便標本中所有形成的成分,包括紅細胞、白細胞、晶體、卵、細菌、真菌、脂肪球、澱粉顆粒等。
化學和免疫學:糞便潛血(支援血紅蛋白免疫測定、轉鐵蛋白免疫測定、血紅蛋白豁免雙鏈體、血紅蛋白-轉鐵蛋白免疫雙鏈體)、輪狀病毒、腺病毒、幽門螺桿菌、鈣衛蛋白、乳鐵蛋白等。
經過20多年的臨床實踐應用和積累,作為形態顯微鏡智慧型製造領域的代表,愛威科技的成長歷程演繹了形態顯微鏡的發展歷程。 隨著人工智慧、大資料等先進技術的不斷成熟和深度融合,智慧型形態檢測將實現實驗室裝置和資料的智慧型化管理,大大提高檢測效率,減輕人力負擔,降低執行成本,促進標準化建設。 從智慧型硬體到雲計算平台,從資料分析到機器學習演算法,將幫助實驗室變得更加智慧型高效,使臨床實驗室成為診斷決策過程中的“最強大腦”,提高醫療效率,保護人們的健康。