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华为P40拍照测体温就神了?其实手机都能验尿了

iwangshang / 黄天然 / 2020-04-03

摘要:新冠疫情正在加速手机医疗应用的发展。

天下网商记者 黄天然

随着新冠肺炎全球流行,医院正在成为高危场所。

意大利“零号病人”最初因两次高烧进入同一家医院求诊,中途感染数百人,其中相当一部分是同在医院就诊的病人。

这让许多病患陷入两难,特别是那些必须定期复查慢病的老人,必须定期产检的孕妇……

与此同时,智能手机的新功能,正在免除一部分病患跑医院的麻烦。

配备了高清摄像头、超声波传感器、麦克风等硬件的智能手机,在人工智能APP和医用配件的加持下,已经可以变为显微镜、体温计、心电监护仪和震颤探测器等工具。

病患在家借助手机,就可以观察监控健康状况,并通过远程医疗检查病症。

一些智能手机的“医用功能”已经上线:

华为新款手机P40 Pro+,通过后置摄像头和AI算法,可精准测定人的体温;

澳大利亚公司研发的ResAPP,可以根据人的咳嗽声初步判断用户的呼吸道疾病;

以色列公司Healthy.io的检测产品,可以让患者用手机在家做尿常规检查……

3月26日晚,余承东线上发布会介绍华为P40 Pro+功能

新冠肺炎带来的特殊需求,正在帮这些技术站上风口,也在为未来的远程医疗方案投石问路。

手机变身专业显微镜

随着手机后置摄像头像素迈入亿级时代,变焦能力也达到百倍,医疗创新机构正在借助这些强大的硬件性能,将手机变成专业显微镜。

以色列初创公司Diagnoz.me历经两年,研发出一种成本不到20美元的检测片,结合手机摄像头能拍摄生物体液显微照片。

Diagnoz.me的检测片

创始人利夫尼说:“通过我们的设备和图像分析软件,可以像价值超过10万美元的高端显微镜一样,准确检测体液中的细菌。”

比如说,当用户出现眼部红肿不适的症状时,只需在检测片上滴上泪珠,然后放在手机摄像头下拍摄。图像经过计算分析后发送给医生,医生据此判断是否存在炎症等问题,再将诊断结果在线反馈给用户。

这样的检测往往只需要几分钟就能完成,跳过了去医院挂号、化验、等结果等费时费力的步骤。

SmartMicroOptics则是一家由意大利理工学院孵化的科技公司,同样致力于研发手机显微技术。

SmartMicroOptics将手机镜头改造成显微镜

目前,该公司正在研发一款名为DIPLE的新型智能手机显微设备,最高可将手机摄像能力放大1000倍,任何人都可以方便地用其观察微观世界,随时随地检查饮用水水质、分析血样中是否含有寄生虫,或诊断疟疾等疾病……

SmartMicroOptics的安装简便(图片来源:SMO)

整套显微设备,包括一个光源、一个放置样品和显微载玻片的平台、以及一块安装着特殊光学设备的金属板,只有手机包装盒这么大,可轻松携带。

使用时,只需要将手机镜头放在光学设备上,就可以放大拍摄对象。

在玻片上放上血样,可看到血细胞

DIPLE手机显微设备可以实现三种倍率的放大。

35倍至200倍,分辨率为3μm(微米),视野约为1mm,用户能够看到细胞和微生物,如螨虫和水熊;

75倍至500倍:分辨率为1μm,可看到细菌、酵母菌等微生物;

150倍至1000倍:分辨率为0.7-0.8μm,可以检查细胞内部细节。

手机拍出的水熊虫、神经细胞等微生物细节

“手机拍摄的显微照片,让普通人与医生、科研专家实现轻松共享,这项技术将对远程诊断和科研调查大有帮助。”哈佛医学院教授约翰·阿萨德评价说。

手机尿常规检测已获临床许可

如果说手机显微还只是技术雏形,那么以色列明星科技公司Healthy.io的智能手机检测产品已经非常成熟。

2019年,Healthy.io便获得美国食药监管局(FDA)和欧洲监管机构的临床使用许可,已在美国和英国推广使用。

Healthy.io的检测产品,主要应用于用户的尿常规检查。孕妇定期尿检、尿路感染、慢性肾脏疾病的检测,都可以通过一部智能手机完成。

用户可以在药店买到Healthy.io的检测套件,包括尿液量杯,FDA标准的试纸和色卡。

用户在手机中安装Dip.io应用程序,用手机拍下尿液样本测得的试纸颜色,APP就会智能识别对应的症状和指标,确定尿液中蛋白质、葡萄糖和其他化合物的水平。

多种颜色的试纸可以测定尿液的多项指标,医生在线诊断发送结果 图片来源:Healthy.io

Healthy.io的检测套件

几秒钟时间,诊断结果就会显示在手机APP中。

在新冠肺炎大流行期间,孕妇要尽可能避免去医院,但为了排查先兆子痫等妊娠并发症的危险,定期尿常规检查必不可少。Healthy.io的检测产品,刚好可以把这项检测放到家中完成。

Healthy.io的检测产品还有助于肾脏疾病的早发现早治疗。

在美国,超过10%的人患有肾病。如果能通过检查及早发现,肾脏损害可以逆转。

由于传统检测过于费时费力,很多人在疾病早期不会特意跑去医院检查,因此贻误治疗时机。当手机可以提供便捷途径,更多肾病患者就能得到更及时的医治。

利用手机摄像头和软件搭载的AI能力,Healthy.io还开发出了第二条产品线——数字创口护理。这一方案同样获得了FDA的使用许可。

糖尿病引起的足溃疡、血液循环障碍造成的动脉溃疡、皮肤褥疮等都属于慢性伤口,而慢性伤口的愈合期通常需要几个月甚至几年。

Healthy.io的数字伤口管理

在美国,有650万人受慢性伤口困扰,相关医疗支出每年高达250多亿美元。随着人口老龄化和糖尿病等慢性疾病的增加,慢性伤口的康复问题将变得更为普遍。

在护理和恢复慢性伤口的过程中,需要准确测量创口面积,做好跟踪记录。至今,护士们依然在用软尺测量创口,愈合过程也缺乏精确的数据记录。

而智能手机的数字创口护理工具,可以通过摄像头记录伤口愈合情况,自动测量尺寸并生成3D图像。护理人员还可以在APP中输入治疗计划、伤口类型、疼痛程度、气味等信息,为医生诊断提供充足的资料和依据。

诊断皮肤癌准确率堪比医生

手机医用功能不只带来便利,也有助于提升诊断准确度。

2018年,斯坦福大学开发了一套用于识别皮肤癌的深度学习算法,准确率与专业的人类医生相当,相关研究论文还登上了《自然》杂志封面。

目前,医生诊断皮肤癌,主要通过目视结合经验判断,再跟进皮肤镜分析检查、活体细胞检测和组织病理学检查,最终才能确诊。

以最危险的皮肤癌之一黑色素瘤为例,如果能早诊断早治疗,这种肿瘤治愈率可以达到90%以上,因此及时作出准确判断显得尤为重要。

为了建立识别皮肤癌的AI算法模型,研究人员训练AI观看了近13万张痣、皮疹和其他皮肤病变图像,覆盖2000多种不同疾病类型,然后让AI与21位皮肤科医生对比测试,结果发现系统精确度与人类医生相当,综合准确率达到91%。

深度学习神经网络训练AI识别黑色素瘤

这一皮肤癌AI识别系统,有望内置在智能手机APP中,当用户怀疑自己出现皮肤病变时,只需在家拍照自查,就可以迅速作出精准的初期诊断,极大地降低疾病致死率。

另一种高危的癌症——胰脏癌,也有望通过手机APP实现早期筛查。

胰脏癌是一种晚期致死率超过90%,且早期难以诊断的疾病。

华盛顿大学团队研发了一款名为Biliscreen的软件,可以通过用户照片中眼睛和皮肤的颜色,判断是否存在胆红素水平增加的症状,以帮助用户早期筛查这项疾病。

BiliScreen能调用智能手机的摄像头和闪光灯,计算机视觉识别技术会根据拍下照片中被反射和吸收光线的波长,计算巩膜的颜色信息,并用算法将其与胆红素水平相关联。

BiliScreen排除外界光源拍摄巩膜颜色

这种诊断方式在实验中实现了89.7%的准确率。此外,这一技术还可以用于准确评估婴儿胆红素水平,用于新生儿黄疸的早期筛查。

在医学专家和算法专家的探索下,通过手机居家诊疗的病症种类越来越多:心电监测、快速分析血样做艾滋病核酸检测、检测脑震荡估计脑损伤程度……

AliveCor手机监测心率

随着诊疗APP不断推陈出新,手机硬件不断更新迭代,智能手机正在成为“健康管家”,甚至比我们自己更了解健康状况。而新冠疫情带来的刚性需求,正在加速这一进程。

参考资料:

Stanfordhealthcare:skin cancer program

Fastcompany:Can’t go to the doctor you already own a powerful medical device

BiliScreen:Smartphone-based App for Measuring Adult Jaundice

The education magazine:Healthy.io Avails At-Home, Smartphone-Based Urinalysis Analyzer

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