MedElevator Войти в исследования
← Поиск публикаций

DOI 10.1038/s41467-019-12898-9

Медицинская библиотека · Nature communications · 2019

Rapid identification of pathogenic bacteria using Raman spectroscopy and deep learning.

Ho Chi-Sing, Jean Neal, Hogan Catherine A, Blackmon Lena, Jeffrey Stefanie S, Holodniy Mark, Banaei Niaz, Saleh Amr A E, Ermon Stefano, Dionne Jennifer

СтатьяПоддержка правительства СШАПеревод в очереди

Аннотация

Raman optical spectroscopy promises label-free bacterial detection, identification, and antibiotic susceptibility testing in a single step. However, achieving clinically relevant speeds and accuracies remains challenging due to weak Raman signal from bacterial cells and numerous bacterial species and phenotypes. Here we generate an extensive dataset of bacterial Raman spectra and apply deep learning approaches to accurately identify 30 common bacterial pathogens. Even on low signal-to-noise spectra, we achieve average isolate-level accuracies exceeding 82% and antibiotic treatment identification accuracies of 97.0±0.3%. We also show that this approach distinguishes between methicillin-resistant and -susceptible isolates of Staphylococcus aureus (MRSA and MSSA) with 89±0.1% accuracy. We validate our results on clinical isolates from 50 patients. Using just 10 bacterial spectra from each patient isolate, we achieve treatment identification accuracies of 99.7%. Our approach has potential for culture-free pathogen identification and antibiotic susceptibility testing, and could be readily extended for diagnostics on blood, urine, and sputum.

Для цитирования: Ho Chi-Sing, Jean Neal, Hogan Catherine A, Blackmon Lena, Jeffrey Stefanie S, Holodniy Mark, Banaei Niaz, Saleh Amr A E, Ermon Stefano, Dionne Jennifer. Rapid identification of pathogenic bacteria using Raman spectroscopy and deep learning.. Nature communications. 2019. DOI: 10.1038/s41467-019-12898-9.

Предметные рубрики MeSH

Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.