低成本AI显微镜助力疟疾快速诊断
斯坦福大学工程师团队开发出一款名为Octopi的低成本、可电池或太阳能供电、具备人工智能功能的全自动显微镜,能够快速准确地诊断疟疾。该设备通过自动扫描血涂片,将原本耗时半小时、需人工逐个观察的检测流程,缩短至几分钟完成,极大提升了诊断效率。 疟疾每年导致约60万人死亡,主要集中在非洲等资源匮乏地区。许多感染者无症状却仍可传播疾病。Octopi的灵敏度极高,每分钟可扫描100万个血细胞,能检测出每微升血液中仅12个感染细胞,准确率接近100%。更重要的是,它不仅能判断是否感染,还能量化寄生虫负荷,帮助医生及时制定治疗方案。 为降低成本,Octopi采用廉价光学元件,而非传统昂贵的玻璃镜头。其核心技术在于利用紫外光照射下感染细胞产生的光谱变化,结合人工智能快速识别并计数。这一灵感来自天文学,即通过低功率光学设备分析遥远星体的化学成分。该设计使设备成本仅约1000美元,远低于现有机器人显微镜的10万美元以上。 Octopi最突出的特点是开放的软件架构,允许全球用户根据需要训练新模型,无需改动硬件。团队已在尼泊尔、坦桑尼亚等地成功将其用于检测镰状细胞贫血和结核病,未来有望扩展至数百种疾病,包括性传播疾病、利什曼病、血吸虫病等。研究人员正打造“诊断应用商店”模式,让基层医疗工作者也能参与模型训练,推动全球疾病筛查的普及。 与此同时,团队还推出配套设备Inkwell,一种无需电力、仅用5美元材料即可3D打印的血涂片制备装置,能自动形成完美薄层血膜,确保检测结果稳定可靠。 目前,团队正筹备启动ODION计划——开放诊断成像观测网络,旨在赋能全球南方的医护人员、创业者共同收集数据、开发诊断模型。若未来部署数千台Octopi,每年可处理数千万张血片,有望显著降低疟疾发病率和死亡率,推动疟疾最终被根除。
