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DSM刊文:如何利用计算算法帮助低收入国家应对疫情

已有 1621 次阅读 2022-2-22 10:33 |个人分类:期刊文章推荐|系统分类:博客资讯

导读:

为了验证计算算法在基于常见症状诊断COVID-19 时的功效,研究人员对七种算法进行了经验测试。研究结果表明,其中三种算法的性能优于另外四种,这三种性能较高的算法有可能被开发成应用软件,软件一旦开发成功并被推广使用,将有利于低收入国家控制国内疫情:不但诊断成本降至可承担的范围,其应对 COVID-19的效率也将得到提高。



随着COVID-19变种病毒不断涌现,全球感染人数处于持续上升中,各国病毒检测机构都在迫切地寻求有效的诊断软件来支持超负荷的日常运转。此外,诊断软件还具有另一重要辅助作用,即通过早期识别新病例来阻止COVID-19的传播,这对于医疗人员有限且设施简陋的低收入国家尤为重要。


计算算法的另一重要作用就是可以识别出可能被传统临床诊断忽视的状况,例如,感染者是患有某种潜在疾病的患者。


虽然人工智能模型早已用来辅助 COVID-19 的诊断,但大多数仅用于读取X-射线的数据,但当感染者患有呼吸系统和心血管系统疾病时,他们早期诊断就不怎么准确了,因为该人群感染初期的X-射线报告几乎不会显现出病毒迹象。



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插图:研究人员测试了算法在诊断 COVID-19 中的有效性

作者: Andrea Toxiri



来自非洲和加拿大的一组研究人员在科爱期刊Data Science and Management上发表的一项研究,他们根据常见症状测试了七种计算算法诊断早期COVID-19 的能力。(常见症状分别是发烧或发冷、咳嗽、呼吸急促或呼吸困难、疲劳、肌肉或身体疼痛、头痛、失去味觉或嗅觉、咽喉痛、鼻塞或流鼻涕、恶心或呕吐、以及腹泻。)


研究人员发现,多层感知器(Multilayer Perceptron)、模糊认知图(Fuzzy Cognitive Map)和深度神经网络(Deep Neural Network)算法优于逻辑还原(Logistic Regression)、朴素贝叶斯(Naïve Bayes)、决策图表(Decision Tree)和支持向量机(Support Vector Machine)。


主要作者,南非史瓦帝尼大学(University of Eswatini)计算机科学系副教授 Boluwaji A. Akinnuwesi 认为,这项研究成果可以指导未来的软件开发,“这些信息可用于开发智能相关的软件,当感染者出现上述症状时,医务人员和患者可以通过智能软件对 COVID-19 进行早期诊断。在我们进行这项研究时,我们尚未发现任何‘利用智能技术结合常见症状进行 COVID-19 诊断’的研究。


他补充道:“相较于接触X-射线,使用这些算法对于患者是更好的选择,何况,X射线检测仪并不是哪里都有。而上述三种性能最佳的算法一旦被开发成广泛应用的软件,低收入国家(如非洲)在应对COVID-19上将实现质的飞跃,除了经济上可以负担得起以外,还能够增加这些国家对 COVID-19 感染的快速应对。”


文章信息


文章标题:

Application of intelligence-based computational techniques for classification and early differential diagnosis of COVID-19 disease


研究团队:

Boluwaji A.Akinnuwesi,Stephen G.Fashoto,

Elliot Mbunge,Adedoyin Odumabo,

Andile S.Metfula,Petros Mashwama,

Faith-Michael Uzoka,Olumide Owolabi,

Moses Okpeku,Oluwaseun O.Amusa

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期刊简介


Data Science and Management (DSM) 是由西安交通大学主持出版的学术期刊。期刊主编由西安交通大学数学与统计学院徐宗本教授(中国科学院院士)担任,编委会由中国及国际相关领域近30位知名专家、学者组成。

DSM聚集了众多具有广泛学术资格的杰出编委,以确保刊内文章具备高品质及国际视野。期刊力求发表原创、高质量、同行评议的论文,包括原创研究文章、评论以及学术报告。DSM的目标是成为领域内值得信赖与尊重的领先资源,在全球范围内促进更广泛的学术交流,并成为一个向全世界所有专业人士开放的跨学科论坛。







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