Harnessing AI to address global health challenges

Sep 25, 2019

Breakthrough innovation specialist Cambridge Consultants has developed BacillAi, a concept system that harnesses Artificial Intelligence (AI) and standard, low-cost hardware to improve treatment monitoring of tuberculosis (TB) in resource-limited countries. With TB the second largest cause of death by infectious disease in the developing world, the BacillAi system is part of Cambridge Consultants’ continuing mission to move AI beyond the hype, addressing practical, high-impact challenges and improving lives on a global scale.

TB’s high mortality rate is due to a variety of factors, including a lack of available, affordable diagnosis and inconsistent results acquired in patient follow-up. TB is monitored by taking a sputum sample and manually counting cells under a microscope. In low-resource countries, this is very difficult. There are few skilled staff working in difficult conditions. Clinicians may need to review ten patients per day, while for each patient they may need to count hundreds of cells through a microscope. This leads to eye strain for clinicians and poor quality, slow results for patients.

Using machine intelligence to achieve the seemingly impossible

Explore AI & Analytics

BacillAi is an end-to-end concept system that uses a smartphone to capture images from an ordinary laboratory microscope. Stained sputum sample images are analyzed using a deep learning algorithm, specifically a convolutional neural network, to identify, count and classify TB cells, in order to determine the disease state of the patient. The results of the test are returned to the clinician via a dedicated app. An automated system to count cells and classify treatment progression offers a variety of benefits, including increased consistency, higher throughput and the automatic digitization of results.

The development of BacillAi was a hugely multidisciplinary project, requiring an expert team to overcome a series of technical challenges. These include:

  • Developing a high-performance AI system that functions with sub-optimal images (such as low contrast) and that can be implemented on devices with limited computing power
  • Designing an imaging system and phone mount that easily aligns the smartphone camera to the microscope optics and relays good images
  • Developing an artificial sputum and culturing bacterial cells to create the large number of slides required to support AI training
  • Bringing the system together for the user with an intuitive, user-friendly app interface and easy-to-assemble hardware

Cambridge Consultants works at the leading-edge of advances in AI, applying deep learning in applications including anomaly detection in telecommunications networks, self-driving cars, frictionless user interfaces and medical diagnosis and treatment. TB cell identification is particularly difficult due to the presence of other similar looking cells in sputum samples, variance in stain strength and variance in color between imaging devices. These conditions cause traditional, rule-defined computer vision techniques to fail, as they are unable to account for such breadth of data. By contrast, this rich, varied dataset creates the ideal conditions to train a robust and accurate deep learning system for cell identification.

Dr. Kathleen England, senior TB diagnostic advisor and formerly of Médecins Sans Frontières, commented: “The only monitoring tools we have today for assessing whether a TB patient’s treatment is working are AFB smear and culture, when available. The reading of slides requires training and highly-skilled microscopists, which are currently a limitation in many countries.

“A system that removes human variability in counting, reduces skill level, increases throughput and shares information via a network would be very beneficial for patient smear examination.”

Richard Hammond, Technology Director at Cambridge Consultants, commented: “Our team is focused on applying our deep learning expertise to real-world, high-impact challenges in healthcare. Today, we’ve demonstrated the feasibility of a deep learning-based system using practical and readily-available hardware components in the treatment of TB. Eventually we could see a platform like BacillAi assisting doctors to diagnose and monitor treatment for a host of conditions beyond TB in low-resource settings.”

BacillAi was developed using Cambridge Consultants’ purpose-built deep learning research facility. This laboratory implements NVIDIA DGX POD™ architecture using NetApp ONTAP AI, which provides petabyte-scale, high-performance, all-flash storage.

編集者へ

ケンブリッジコンサルタンツとキャプジェミニについて

ケンブリッジコンサルタンツについて
ケンブリッジコンサルタンツは、画期的な製品開発、知的所有権の創出や供与、技術的な難題に対するビジネスコンサルティングを、世界中のお客様に向けて行っています。市場初となる製品の立ち上げや新規市場参入、新技術導入による既存市場の拡大など、お客様がビジネスチャンスを成功へと変えるお手伝いを60年以上にわたり継続してきました。英国ケンブリッジ、米国ボストン、東京、シンガポールに、エンジニアや科学者、数学者やデザイナーを含む800名以上のスタッフを擁し、医療機器、ライフサイエンス、産業機械、エネルギー、消費財、流通、通信、インフラストラクチャなど、多様な分野におけるソリューションを提供しています。

キャプジェミニ・インベントについて
ケンブリッジコンサルタンツは、デジタルイノベーション、コンサルティング、トランスフォーメーションを統合したグローバル・ビジネス・ライン、「キャップジェミニ・インベント」の一員です。キャップジェミニ・インベントは、経営責任者たちの構想、次の一手の策定支援を行います。世界中の60のオフィスと40のクリエイティブ・スタジオにある10,000以上の強力なチームで構成され、戦略、技術、データサイエンス、クリエイティブ設計領域において、市場をリードする専門家集団を組織します。

キャップジェミニ・インベントは、テクノロジーの力を活用して企業ビジネスの変革・管理を支援するパートナーシップにおけるグローバルリーダーである、キャップジェミニの一部門です。キャップジェミニ・グループは、テクノロジーを通して人々が持つエネルギーを解き放つことで、包摂的で持続可能な未来を目指し、日々まい進しています。世界約50ケ国の32.5万人に及ぶチームメンバーから成る、極めて多様的で責任感の強い組織です。キャップジェミニは、55年にわたって積み上げてきた経験と実績そして豊かな専門知識を活かし、クラウド、データ、AI、コネクティビティ、ソフトウェア、デジタルエンジニアリング、プラットフォームなど、急速に進化するイノベーティブなテクノロジーを原動力として、戦略から設計、オペレーションに至るまで、お客様の幅広いビジネスニーズすべてに対応して、お客様から厚い信頼をいただいています。グループ全体の2021年度の売上は、180億ユーロです。

望む未来を手に入れよう

  www.capgemini.com/invent

新着ニュース

ディープテック

新規なテクノロジーや、そのテクノロジーを通じた長期的に持続可能な価値の創出について、ご関心をお持ちでしょうか。

当社はビジネスとテクノロジーが交差する場所での創造性に主眼を置き、お客様の事業を再定義するようなソリューションを創出します。

産業分野

お客様が目指す産業分野に関する深い見識を備え、ブレークスルーをもたらすディープテックを活用できて、価値を創出する活動で確かな実績を持つパートナーが必要です。

お客様の事業分野における当社の実績や、どのような事業上の優位性をお届けできるかについて、ご確認ください。

インサイト

ケンブリッジコンサルタンツの最新のインサイト、アイデア、視点をご確認ください。

ビジネスと社会の将来を形成するディープテックの動向を、最前線の事例を通じてお伝えします。

キャリア

ご自身の能力が評価され、真の差異を産み出せるような仕事に興味はありませんか。

これからキャリアをスタートする方でも、経験豊富な方でも、ぜひご連絡をお待ちしています。