Effectively determining malaria parasitemia is a critical aspect in assisting clinicians to accurately determine the severity of the disease and provide quality treatment. Microscopy applied to thick smear blood smears is the de facto method for malaria parasitemia determination. However, manual quantification of parasitemia is time consuming, laborious and requires considerable trained expertise which is particularly inadequate in highly endemic and low resourced areas. This study presents an end-to-end approach for localisation and count of malaria parasites and white blood cells (WBCs) which aid in the effective determination of parasitemia; the quantitative content of parasites in the blood. On a dataset of slices of images of thick blood smears, we build models to analyse the obtained digital images. To improve model performance due to the limited size of the dataset, data augmentation was applied. Our preliminary results show that our deep learning approach reliably detects and returns a count of malaria parasites and WBCs with a high precision and recall. We also evaluate our system against human experts and results indicate a strong correlation between our deep learning model counts and the manual expert counts (p=0.998 for parasites, p=0.987 for WBCs). This approach could potentially be applied to support malaria parasitemia determination especially in settings that lack sufficient Microscopists.


翻译:有效确定疟疾寄生虫和白血球(WBCs)是协助临床医生准确确定该疾病严重程度并提供高质量治疗的一个关键方面。对厚厚的涂抹血液涂片应用的显微镜是确定疟疾寄生虫的事实上的方法。然而,人工计算寄生虫是耗时费力的,需要大量经过训练的专门知识,而这种专门知识在高度流行和资源稀少的地区特别不足。本研究提出了一种端对端的方法,用于疟疾寄生虫和白血细胞的定位和计数,这有助于有效确定寄生虫的成份;血液中寄生虫的定量含量。在厚厚血涂片图像的数据集中,我们建立模型,分析获得的数字图像。由于数据集规模有限,为了改进模型性能,应用了数据增强。我们的初步结果表明,我们的深层次学习方法可靠地检测和回报了疟疾寄生虫和WBCs的数,并且回顾。我们还对照人类专家对我们的系统进行评估,结果表明我们的深层学习模型计数与人工专家计数(寄生虫的0.9998,p=0.987,特别是疟疾原原生虫体对WBCs缺乏充分的确定方法)。

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