凯尔西·布朗见到穆罕默德时，这个15岁的乌干达男孩看上去非常焦虑。他当时正处于风湿性心脏病的晚期，全球每年约有40万人死于这种疾病。他为治疗疾病而进行的心脏手术被推迟了一天。
此时，体液从穆罕默德的心脏回流到他的肺部，使他难以呼吸，他不得不坐着睡觉。布朗是华盛顿国家儿童医院(Children's National Hospital)的心脏病学研究员，他认为他对接受手术感到焦虑。但穆罕默德告诉她，他并不害怕面对手术。
布朗说:“他最担心的是他的手术会被取消，心脏无法修复。”他指出，这与美国儿童形成了惊人的对比，他们的恐惧是手术本身，这是可以理解的。
现在，美国儿童国家医院的研究人员开发了一种新的人工智能工具，可以在患者需要手术之前很久就诊断风湿性心脏病，这一进展显示了人工智能在辅助医学方面的潜力。该团队与乌干达心脏研究所的工作人员合作，设计了一个系统，使训练有素的护士能够及早对儿童进行筛查和诊断，那时他们仍然可以用每年不到1美元的价格接受青霉素治疗。早期治疗可以使数千人免于接受手术。
“我们关注的是一个被严重忽视的全球健康问题，它会导致重大(死亡和疾病)，”国家儿童基金会全球健康项目负责人克雷格·a·萨布尔(Craig a . Sable)说，他是《美国心脏协会杂志》上一篇描述人工智能工具的论文的作者之一。
塞布尔曾40多次前往乌干达照顾儿童，他说，在去年11月的最近一次乌干达之行中，他每周要做8到9次心脏手术，但他注意到，全国有1500名儿童在等待手术。
“只有四分之一的人会在死前接受手术，”他说。
风湿性心脏病是一种很大程度上可以预防的疾病，它是由A群链球菌引起的风湿热反复发作的累积死亡造成的。这种细菌群被认为是世界上第五大致命病原体，每年导致大约6亿人感染链球菌性咽喉炎。
少数感染者会患上风湿性心脏病，这种疾病是由异常的免疫反应引起的，它会损害心脏和瓣膜。据估计，大约5%到10%的人有这种免疫反应的遗传倾向。但环境因素，如贫穷和拥挤的生活条件，也发挥了作用。
儿童通常在8到10岁之间出现第一次症状。它可以通过心脏超声检查早期发现，称为超声心动图。问题是，像乌干达这样的国家的心脏病专家太少，无法解释这些图像，这使得广泛的筛查变得不可行。因此，这种疾病往往在早期阶段未被发现。
“孩子们不知道他们有这种病。父母不知道，”布朗说。“如果他们去看医生，医生不会听到的。”
风湿性心脏病困扰着乌干达等贫困国家，在那里有2%到3%的儿童患有此病。这些国家是许多不同菌株的发源地，儿童经常反复感染。病情会随着每次发作而恶化。
尽管这种疾病在美国已不再是一个严重的问题，但就在20世纪40年代和50年代，它还是一个严重的问题，塞布尔对此非常清楚。当他的祖母死于风湿性心脏病和肺气肿并发症时，他才十几岁。
“这是20世纪上半叶美国心脏死亡的头号原因，”萨博说。“第二次世界大战期间，有超过10万名军人因为患有风湿热或风湿性心脏病而被排除在军队之外。”
自2018年以来，人工智能在医疗保健领域的应用一直呈爆炸式增长，当时美国食品和药物管理局批准了首个基于人工智能的独立诊断工具——IDx-DR——用于筛查糖尿病视网膜病变，这是一种糖尿病患者可能出现的严重眼病。五年多后，有近700种fda批准的人工智能和机器学习医疗设备。
医院里的超声心动图仪重约500磅，造价25万美元，而由美国儿童国家队开发的这种设备重量很轻，造价在2000到5000美元之间。总部位于新加坡的Us2公司。Ai正在用该团队的算法开发软件，该算法是用1000多张超声心动图进行训练的。
该算法可以在几秒钟内解释图像，将它们分类为“正常”或“考虑风湿性心脏病”。在对500多名患者的超声心动图进行的测试中，这种新工具对图像的解读准确率接近90%。
华盛顿大学(University of Washington)全球心血管健康项目主任克里斯·朗格内克(Chris Longenecker)没有参与这项研究，他说:“如果你能用人工智能来提高图像的准确性，它的价值是非凡的。”他说，人工智能将使超声波成为一种特别强大的工具，因为“你可以把它带到低收入国家最偏远的角落”。
Longenecker说，人工智能还可以帮助医生更多地了解风湿性心脏病的关键特征。
“人工智能可以像医生一样工作，并有可能为医生的工作增添一些东西，”儿童国家医院的科学家Pooneh Roshanitabrizi说，他与该医院谢赫扎耶德儿科外科创新研究所的首席研究员Marius Linguraru一起开发了解释超声心动图的新算法。
来自全国儿童协会的研究人员说，新的筛查系统正在对乌干达多达20万儿科病例进行测试和改进。该项目的每个孩子都是根据现行标准进行筛选的，在现行标准中，训练有素的护士自己解释超声心动图。
20万个案例中的绝大多数数据将用于训练和改进算法。
如果新的筛查工具得到乌干达和美国监管机构的批准，每个护士将获得一个电脑鼠标大小的探针——用来生成心脏图像——和一个装有人工智能组件的平板电脑。
被标记为可能的风湿性心脏病的病例将由心脏病专家进行检查。心脏病专家的访问可以使用远程医疗进行，而不需要往返于偏远地区。
谢尔比·库蒂(Shelby Kutty)是约翰·霍普金斯儿童中心(Johns Hopkins Children Center)的儿科先天性心脏病学主任，他没有参与这个项目，他说，虽然对成人心脏病进行了类似的研究，但“在儿科心脏病方面的工作相对有限。”
“总的来说，我认为这是非常令人鼓舞的工作，”库蒂补充说。“我认为这一领域正在蓬勃发展。”
