على اليسار - أسس تاناي تاندون ، وهو في السابعة عشرة من عمره عام 2014 ، شركة أثيلاس الناشئة لتشخيص الملاريا باستخدام هاتف ذكي. على اليمين: ديبيكا بودوباتي ، أحد مؤسسي شركة أثيلاس.
منذ عدة سنوات ، طورت Athelas (YC S16) نموذجها الأولي بين عشية وضحاها في هاكاثون YC Hacks 2014 . بدأنا هذا الشهر في شحن الجهاز إلى المستشفيات والمرضى في جميع أنحاء البلاد. خلال هذا الوقت ، تعلمنا الكثير ونود مشاركة بعض الأفكار.
Athelas هو جهاز تصوير غير مكلف يوفر تحليل دم فوري باستخدام رؤية الكمبيوتر بدلاً من الاختبارات المعملية التقليدية. كان المسار من نموذج أولي تم تجميعه على الركبة إلى جهاز جاهز للتسليم (خاصة في الطب) في كل مرحلة تغييرًا في الأبعاد ، والآن من المثير للاهتمام تذكر اليوم الأول.
النسخة التي تم تجميعها في الهاكاثون استخدمت قطعة من المطاط الرغوي ومكبر كروي متصل بكاميرا الهاتف الذكي. تم أخذ عينة الدم تحتها (على لفة من ورق التواليت) ، والتقطت الكاميرا عدة صور ، ثم تم عد خلايا الملاريا باستخدام رؤية الكمبيوتر. تصميم الجهاز مشابه جدًا لمجهر van Leeuwenhoek(يعتبر من أوائل المجاهر) ، والذي استخدم لأول مرة في تاريخ البشرية لمراقبة الكائنات الحية الدقيقة. كانت هناك عدة محاولات لتجميعها معًا وقضيت بضع ساعات من الهاكاثون في جعل الجهاز يعمل بشكل موثوق به مع هاتفي.
شذرات من الملاحظات التي أخذتها بعد بضعة أشهر من الهاكاثون.
كان الاختراق الحقيقي هو التجزئة ومطابقة الأنماط جنبًا إلى جنب مع تنفيذ نموذج Fast Random Forest المدرب على تصنيف سمات خلايا الدم الحمراء المستخرجة (RBC). يتم التعرف على حدود الخلايا ثم تغذيتها إلى المصنف لتحديد ما إذا كانت هناك خلايا طفيلية (مثل الملاريا أو المثقبيات).
تم صنع النموذج الأولي لتقديم عرض رائع ، عندما تظهر النظارات مع عينة الدم طفيل الملاريا ، لكن دم الشخص العادي لا يظهر. أثناء المظاهرة ، كان على شخص ما حمل الكاميرا في مكان واحد ، واستبدلت النظارات التي بها عينات بحيلة ذكية ، وكان لا بد من التقاط الضوء. بحلول نهاية اليوم ، كان النموذج الأولي لعبة ممتعة للتجربة ، ربما تكون قد شاهدت فيديو Facebook.
لكنهم كانوا متأكدين من أنه شيء أكثر من ذلك. كانت الفكرة الأساسية هي - إذا صنعنا جهازًا قابلاً للتطبيق على نطاق واسع وسهل الاستخدام ، فلماذا لا نقوم بإجراء فحص دم بسيط في مكتب كل طبيب ، أو غرفة فحص ، أو حتى في المنزل؟ عند عودتنا إلى الوطن ، استوعبتنا هذه الفكرة تمامًا ، وقررنا تطويرها - ولكن كمنتج وليس مجرد نموذج أولي. كان هذا يعني إنشاء آلية آلية لتحليل مسحات الدم المحيطية ، ونهج رؤية كمبيوتر أكثر موثوقية لأنواع مختلفة من الخلايا ، وآليات آلية لتصوير العينة بأكملها دون تخزين الشرائح ، والأهم من ذلك ، إجراء دراسات التحقق من الصحة السريرية.
عملت Deepika (المؤسس المشارك) على تحسين طريقة تلطيخ الخلايا بسرعة وتوصلت إلى طريقة لتطبيق الصبغة على شرائح بلاستيكية يمكنك استخدامها فور إخراجها من العلبة. عملت بشكل أساسي في المختبر ، حيث جمعت العشرات من متغيرات الصبغة وأجرت أبحاثًا تجريبية حول جودة عرض الخلايا. جزء آخر من المشكلة كان الحاجة إلى ضغط الشريط برفق لإنشاء "طبقة أحادية" أو طبقة واحدة من الخلايا التي تسمح بالحصول على صور تمثيلية إحصائيًا.
مقتطفات من "سرعة حركة الغضروف الشعري في قناة متناهية الصغر" ، المثال الذي نشير إليه عند محاكاة تدفق القناة لإنشاء "طبقة أحادية". تم تعليق هذا التطور الشعري في النهاية.
في غضون ذلك ، ركزت على إنشاء بصريات عالية الدقة لجهاز لا يزال غير مكلف ولكنه قائم بذاته. وبالتالي ، يمكننا التركيز على مراقبة أنواع الخلايا السائدة مثل الكريات البيض والصفائح الدموية (بخلاف الملاريا). في قلب كل ذلك كان نظام التشغيل ، الذي يجمع بين خوارزميات تركيز الصورة الغاوسية لضمان التعرف القوي على الخلايا. إليك نموذج أولي في منتصف الطريق:
بالإضافة إلى ذلك ، بدأنا في بناء عينة تدريبية من CDC (مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها) ولطاخات الدم التي جمعها باحثون في جامعة ستانفورد وجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس - غالبًا ما يتم وضع علامة عليها يدويًا من قبلي أو بواسطة أخصائي علم الأمراض. من تلك النقطة فصاعدًا ، تمكنا من استخدام رؤية الكمبيوتر التقليدية وأساليب التعلم العميق للتعرف على أنواع الخلايا وتصنيفها بناءً على أمثلة بشرية تم التحقق منها مسبقًا.
صورة أجسام الخلايا المستخرجة بعد تحويل هوغ ، مرور أول ، تجزئة أولية وتصنيف
كانت الخطوات الأولى صعبة. أدى عبء العمل في كلية ستانفورد + ارتفاع تكاليف الأجهزة إلى تقليل سرعة التكرار المطلوبة لتطوير المنتج العادي. غالبًا ما كانت النهائيات تعني مرور الأيام دون أي تقدم ملحوظ. لكننا قمنا بتجميع الإصدار 1 الملموس القابل للاستخدام والذي يمكنه التقاط صورة لعينة دم ملطخة ومعالجتها. شاهد العرض:
هذا الصيف في هذا المبنى البرتقالي في ماونتن فيو ، عادت الأمور إلى طبيعتها عندما انضممنا إلى مجموعة Y Combinator الصيفية. ركزت جميع جهودنا (والآن لدينا مشروع بدوام كامل) على التحقق السريري في عيادة العائلة FEMAP لإطلاق السلسلة الأولى من التطبيقات داخل نظام الرعاية الصحية. كان الهدف هو اختبار النظام في جانب واحد فقط: عد الكريات البيض. من خلال التقاط صور لعينات الدم على شريطنا ثم تشغيل الخوارزميات ، أظهرنا كيف تطابق عدد الخلايا المترابطة للغاية لـ 350 مريضًا مع المعيار الذهبي لعدادات خلايا بيكمان كولتر ، جنبًا إلى جنب مع سلسلة من فحوصات الدقة المختبرية .
أحد الجوانب المثيرة للاهتمام هو دقة الإسقاط التي أظهرناها (الذي جذب اهتمامًا متزايدًا مؤخرًا ) تم تأكيده إكلينيكيًا مقارنة بالأنظمة الأخرى باستخدام قطرات الدم تعمل عدادات كولتر (أنظمة عد الخلايا التقليدية) عن طريق تمرير الجسيمات عبر فتحة ثمينة يبلغ قطرها بضعة ميكرونات والتقاط الممانعة المميزة لتسجيل حجم الجسيمات وبالتالي تصنيفها. في الأساس ، كلما زادت الممانعة ، زاد حجم الجسيم .
مخطط مبدأ عداد كولتر ، المصدر: cyto.purdue.edu.
ومع ذلك ، فإن نهج Athelas في رؤية الكمبيوتر يركز بالكامل على نماذج التصوير والتنوي. لذلك ، فإن الجسيمات الدقيقة أو اللمف ، والتي يمكن أن تخلط في كثير من الأحيان مع نظام كولتر (خاصة بكميات مخففة) ، يتم تصنيفها ببساطة من خلال رؤية الكمبيوتر على أنها جسم خلية غير كريات الدم البيضاء - وليست كريات بيضاء ، ولكن بعض القطع الأثرية الأخرى غير المصنفة في عينة الدم.
أظهر الاختبار درجة عالية من الاتفاق بين الخبراء (اتفاق 100٪ بين الخبراء في الدرجة 5) بين النظامين ، لقد قدمنا مستندات إلى إدارة الغذاء والدواء (FDA) لتسجيل النظام تحت الفئة 2 510 (ك) ، ونحن الآن نبيع إصدار الفئة 1 من النظام للرصد السريع للكريات البيض. تعلم المزيد على موقع athelas.com.
في الأشهر المقبلة ، سنقوم بدمج أنواع جديدة من اختبارات الدم في النظام (مراقبة الارتجاج ، وتتبع الالتهابات ، والتهابات المسالك البولية ، والصفائح الدموية ، وزيادة عدد الخلايا) ، وستكون مهمتنا الرئيسية هي التفاعل مع المجتمع الطبي المهني من أجل قبول نظامنا وتنفيذه.
في الوقت نفسه ، سنركز على شحن أجهزتنا بقيمة 250 دولارًا إلى أكبر عدد ممكن من المنافذ والمستشفيات والأسر.
نحن نبحث باستمرار عن الأشخاص المتميزين لمقابلتهم والمتسللين للانضمام إلى فريقنا ، لذا اكتب لي إذا كنت تريد الدردشة: tanay [at] getathelas.com
Translation: Ilya Lankevich
إذا كنت ترغب في المساعدة في ترجمة مواد مفيدة من مكتبة YC ، فاكتب في عربةjethacker الشخصية أو أرسل بريدًا إلى alexey.stacenko@gmail.com
تابع أخبار مكتبة YC Startup باللغة الروسية في قناة telegram أو على Facebook .