Вспышка оспы обезьян в 2022 году заставила исследователей искать способы быстрой диагностики заболевания без лабораторных тестов. По состоянию на август 2022 года в мире было лабораторно подтверждено около 47 000 случаев заражения. Группа учёных представила решение, которое может помочь на самом раннем этапе, — мобильное приложение для Android, определяющее оспу обезьян по фотографии кожных высыпаний с помощью глубокого обучения.
Почему ранняя диагностика — проблема
Клинически распознать оспу обезьян на начальной стадии сложно: болезнь легко спутать с ветрянкой или корью. Подтвердить диагноз может ПЦР-тест, но он доступен далеко не везде и не сразу. Само заболевание известно с 1970-х годов, однако компьютерных методов его распознавания по изображениям до сих пор было крайне мало — направление только начинает развиваться.
Как работает приложение
Идея в том, чтобы использовать смартфон как первичный диагностический инструмент. Камера устройства снимает поражённый участок кожи, после чего изображение обрабатывает свёрточная нейросеть, работающая прямо на телефоне, — без передачи данных на сервер. Сеть относит снимок к одной из двух категорий: есть признаки оспы обезьян или нет.
Для обучения модели использовался общедоступный набор изображений кожных поражений — как характерных для оспы обезьян, так и вызванных другими заболеваниями кожи. Авторы применили метод переноса обучения (transfer learning) на базе предобученных нейросетей. Тренировка и тестирование нескольких моделей проводились в Matlab; лучшая по результатам архитектура была воспроизведена и дообучена в TensorFlow, а затем конвертирована в TensorFlow Lite — облегчённый формат, пригодный для запуска на мобильных устройствах. Именно эта модель и легла в основу приложения.
Результаты тестирования
Приложение проверили на трёх разных устройствах и замерили время отклика: в среднем 197, 91 и 138 миллисекунд на снимок. Точность классификации составила 91,11% — то есть система в подавляющем большинстве случаев верно определяла, есть ли на фото признаки оспы обезьян.
По замыслу авторов, такое приложение не заменяет врача, а даёт человеку с подозрительными высыпаниями быстрый предварительный ответ — есть ли повод немедленно обращаться за медицинской помощью. Метод не привязан именно к оспе обезьян: исследователи отмечают, что ту же архитектуру можно дообучить и на других кожных заболеваниях, сделав диагностику по фотографии более быстрым и доступным первым шагом перед визитом к специалисту.
Источник: MarkTechPost.