
Integration of artificial intelligence in clinical laboratory medicine: Advancements and challenges
Heying Xie, Yin Jia, Shanrong Liu
Interdisciplinary Medicine ›› 2024, Vol. 2 ›› Issue (3) : e20230056.
Integration of artificial intelligence in clinical laboratory medicine: Advancements and challenges
Artificial intelligence (AI)-driven analysis of comprehensive clinical parameters is bringing about a significant transformation in traditional routine clinical laboratory testing. This transformation impacts the prediction, prevention, diagnosis, and prognosis of human diseases. AI possesses the capability to efficiently analyze and process vast and intricate datasets, thereby facilitating the development of diverse and efficient diagnostic or predictive models. This advancement is fueling significant improvements in laboratory quality, automation, and the accuracy of diagnoses. In this context, we conducted a thorough review and discussion on the progression of AI applications in clinical laboratory medicine, encompassing advancements, implementation, and challenges. Our conclusion underscores that integrating AI into clinical laboratory testing will notably propel personalized precision medicine forward and enhance diagnostic accuracy, especially benefiting patients for whom accurate diagnoses are elusive through traditional laboratory testing systems.
artificial intelligence / big data / clinical laboratory medicine
[1] |
A. N. N Wong, Z. He, K. L. Leung, C. C. K. To, C. Y. Wong, S. C. C. Wong, J. S. Yoo, C. K. R. Chan, A. Z. Chan, M. D. Lacambra, M. H. Y. Yeung,
CrossRef
Google scholar
|
[2] |
J. G. Greener, S. M. Kandathil, L. Moffat, D. T. Jones,
CrossRef
Google scholar
|
[3] |
D. Li, F. G. Rauscher, E. Y. Choi, M. Wang, N. Baniasadi, K. Wirkner, T. Kirsten, J. Thiery, C. Engel, M. Loeffler, T. Elze,
CrossRef
Google scholar
|
[4] |
S. Zanelli, M. Ammi, M. Hallab, M. A. El Yacoubi,
CrossRef
Google scholar
|
[5] |
A. Allegra, A. Tonacci, R. Sciaccotta, S. Genovese, C. Musolino, G. Pioggia, S. Gangemi,
CrossRef
Google scholar
|
[6] |
G. Orrù, W. Pettersson-Yeo, A. F. Marquand, G. Sartori, A. Mechelli,
CrossRef
Google scholar
|
[7] |
B. J. Erickson, P. Korfiatis, Z. Akkus, T. L. Kline,
CrossRef
Google scholar
|
[8] |
J. Goecks, V. Jalili, L. M. Heiser, J. W. Gray.
CrossRef
Google scholar
|
[9] |
M. Tukur, G. Saad, F. M. AlShagathrh, M. Househ, M. Agus,
CrossRef
Google scholar
|
[10] |
M. K. Chen, X. Liu, Y. Sun, D. P. Tsai,
CrossRef
Google scholar
|
[11] |
J. Ryvlin, J. H. Shin, R. Yassari, R. De la Garza Ramos,
CrossRef
Google scholar
|
[12] |
G. Wang, J. Xu, X. Lin, W. Lai, L. Lv, S. Peng, K. Li, M. Luo, J. Chen, D. Zhu, X. Chen, C. Yao, S. Wu, K. Huang,
CrossRef
Google scholar
|
[13] |
G. Di Costanzo, R. Ascione, A. Ponsiglione, A. G. Tucci, S. Dell’Aversana, F. Iasiello, E. Cavaglià.
CrossRef
Google scholar
|
[14] |
T. Badrick.
|
[15] |
C. A. Todd, A. M. Sanchez, A. Garcia, T. N. Denny, M. Sarzotti-Kelsoe,
CrossRef
Google scholar
|
[16] |
H. Gumba, J. Musyoki, M. Mosobo, B. Lowe,
CrossRef
Google scholar
|
[17] |
A. Recio-Mayoral, J. I. Morgado García de Polavieja,
CrossRef
Google scholar
|
[18] |
D. Jin, Q. Wang, D. Peng, J. Wang, B. Li, Y. Cheng, N. Mo, X. Deng, R. Tao,
CrossRef
Google scholar
|
[19] |
D. I. Topcu, O. Gulbahar,
CrossRef
Google scholar
|
[20] |
T. U. Blatter, H. Witte, C. T. Nakas, A. B. Leichtle,
CrossRef
Google scholar
|
[21] |
B. Ristevski, M. Chen,
CrossRef
Google scholar
|
[22] |
G. Gunčar, M. Kukar, M. Notar, M. Brvar, P. Černelč, M. Notar,
|
[23] |
A. Huck,
CrossRef
Google scholar
|
[24] |
X. Wen, P. Leng, J. Wang, G. Yang, R. Zu, X. Jia, K. Zhang, B. A. Mengesha, J. Huang, D. Wang, H. Luo,
CrossRef
Google scholar
|
[25] |
M. K. Yu, J. Ma, J. Fisher, J. F. Kreisberg, B. J. Raphael, T. Ideker,
CrossRef
Google scholar
|
[26] |
J. Tomasik, E. Schwarz, P. C. Guest, S. Bahn,
CrossRef
Google scholar
|
[27] |
S. Cheng, S. Banerjee, L. A. Daiello, A. Nakashima, S. Jash, Z. Huang, J. D. Drake, J. Ernerudh, G. Berg, J. Padbury, S. Saito, B. R. Ott, S. Sharma,
CrossRef
Google scholar
|
[28] |
Y. Luan, G. Zhong, S. Li, W. Wu, X. Liu, D. Zhu, Y. Feng, Y. Zhang, C. Duan, M. Mao,
CrossRef
Google scholar
|
[29] |
M. Johansen, S. Afzal, S. Vedel-Krogh, S. F. Nielsen, G. D. Smith, B. G. Nordestgaard,
CrossRef
Google scholar
|
[30] |
G. Cosma, S. E. McArdle, G. A. Foulds, S. P. Hood, S. Reeder, C. Johnson, M. A. Khan, A. G. Pockley,
CrossRef
Google scholar
|
[31] |
A. Saito, H. Toyoda, M. Kobayashi, Y. Koiwa, H. Fujii, K. Fujita, A. Maeda, Y. Kaneoka, S. Hazama, H. Nagano, A. H. Mirza, H. P. Graf, E. Cosatto, Y. Murakami, M. Kuroda,
CrossRef
Google scholar
|
[32] |
J. U. Becker, D. Mayerich, M. Padmanabhan, J. Barratt, A. Ernst, P. Boor, P. A. Cicalese, C. Mohan, H. V. Nguyen, B. Roysam,
CrossRef
Google scholar
|
[33] |
B. A. Lidbury, A. M. Richardson, T. Badrick,
CrossRef
Google scholar
|
[34] |
W. H. Shrank, T. L. Rogstad, N. Parekh,
CrossRef
Google scholar
|
[35] |
C. Ialongo, M. Pieri, S. Bernardini,
CrossRef
Google scholar
|
[36] |
B. A. Mathison, J. L. Kohan, J. F. Walker, R. B. Smith, O. Ardon, M. R. Couturier,
CrossRef
Google scholar
|
[37] |
C. Mao, L. Yao, Y. Luo,
CrossRef
Google scholar
|
[38] |
Y. Cao, M. Cheng, C. Hu,
|
[39] |
H. Wang, H. Wang, J. Zhang, X. Li, C. Sun, Y. Zhang,
CrossRef
Google scholar
|
[40] |
Y. Jia, T. Sun, H. Liu, Q. Qin, J. Zhu, K. Xiong, J. Kang, H. Lan, X. Wu, M. Nie, S. Liu,
|
[41] |
Y. Ren, Y. Li, W. Pan, D. Yin, J. Du,
CrossRef
Google scholar
|
[42] |
H. Li, J. Lin, Y. Xiao, W. Zheng, L. Zhao, X. Yang, M. Zhong, H. Liu,
|
[43] |
Y. Wang, D. Gao, X. Li, P. Xu, Q. Zhou, J. Yin, J. Xu,
CrossRef
Google scholar
|
[44] |
B. Wang, W. Wei, Z. Shao, Q. Qin, Z. Wang, Y. Jia, J. Guo, Y. Pang, L. Jiang, G. Jin, C. Mao, S. Liu,
CrossRef
Google scholar
|
[45] |
O. O Abayomi-Alli, R. Damaševičius, R. Maskeliūnas, S. Misra,
CrossRef
Google scholar
|
[46] |
H. Ko, H. Chung, W. S. Kang, C. Park, D. W. Kim, S. E. Kim, C. R. Chung, R. E. Ko, H. Lee, J. H. Seo, T. Y. Choi, R. Jaimes, K. W. Kim, J. Lee,
CrossRef
Google scholar
|
[47] |
E. Putin, P. Mamoshina, A. Aliper, M. Korzinkin, A. Moskalev, A. Kolosov, A. Ostrovskiy, C. Cantor, J. Vijg, A. Zhavoronkov,
CrossRef
Google scholar
|
[48] |
J. Guo, H. Liu, Q. Wei, Z. Chen, J. Wang, F. Yang, S. Liu,
|
[49] |
I. Moon, J. LoPiccolo, S. C. Baca, L. M. Sholl, K. L. Kehl, M. J. Hassett, D. Liu, D. Schrag, A. Gusev,
CrossRef
Google scholar
|
[50] |
X. Li, C. Shang, C. Xu, Y. Wang, J. Xu, Q. Zhou,
CrossRef
Google scholar
|
[51] |
X. Li, Y. Wang, J. Xu,
CrossRef
Google scholar
|
[52] |
A. Rajkomar, J. Dean, I. Kohane,
CrossRef
Google scholar
|
[53] |
I. Hajirasouliha, O. Elemento,
CrossRef
Google scholar
|
[54] |
N. J. Schork,
CrossRef
Google scholar
|
[55] |
A. Telenti, C. Lippert, P. C. Chang, M. DePristo,
CrossRef
Google scholar
|
[56] |
A. Nazha, R. Komrokji, M. Meggendorfer, X. Jia, N. Radakovich, J. Shreve, C. B. Hilton, Y. Nagata, B. K. Hamilton, S. Mukherjee, N. Al Ali, W. Walter, S. Hutter, E. Padron, D. Sallman, T. Kuzmanovic, C. Kerr, V. Adema, D. P. Steensma, A. Dezern, G. Roboz, G. Garcia-Manero, H. Erba, C. Haferlach, J. P. Maciejewski, T. Haferlach, M. A. Sekeres,
CrossRef
Google scholar
|
[57] |
M. Subramanian, A. Wojtusciszyn, L. Favre, S. Boughorbel, J. Shan, K. B. Letaief, N. Pitteloud, L. Chouchane,
CrossRef
Google scholar
|
[58] |
A. K. Bonkhoff, C. Grefkes,
CrossRef
Google scholar
|
[59] |
C. Krittanawong, H. Zhang, Z. Wang, M. Aydar, T. Kitai,
CrossRef
Google scholar
|
[60] |
Z. H. Chen, L. Lin, C. F. Wu, C. F. Li, R. H. Xu, Y. Sun,
CrossRef
Google scholar
|
[61] |
K. K. Tan, K. Z. Tang, A. S. Putra, X. Pu, S. Huang, T. H. Lee, S. C. Ng, L. G. Tan,
CrossRef
Google scholar
|
[62] |
R. S. Janett, P. P. Yeracaris,
CrossRef
Google scholar
|
[63] |
P. Crispin, C. Akers, K. Brown, A. Delaforce, A. Keegan, F. King, A. Ormerod, T. Verrall,
CrossRef
Google scholar
|
[64] |
B. DeYoung, M. Morales, S. Giglio,
CrossRef
Google scholar
|
[65] |
Y. Bokhari, A. Alhareeri, A. Aljouie, A. Alkhaldi, M. Rashid, M. Alawad, R. Alhassnan, S. Samargandy, A. Panahi, W. Heidrich, T. Arodz,
CrossRef
Google scholar
|
[66] |
M. M. Islam, H. C. Yang, T. N. Poly, Y. J. Li,
CrossRef
Google scholar
|
[67] |
R. J. Burton, M. Albur, M. Eberl, S. M. Cuff,
CrossRef
Google scholar
|
[68] |
M. Plebani, L. Sciacovelli, A. Aita, M. L. Chiozza,
CrossRef
Google scholar
|
[69] |
C. J. Farrell,
CrossRef
Google scholar
|
[70] |
E. Lee, S. Yoo, W. Wang, Z. Tu, J. Zhu,
|
[71] |
C. D. Hawker, W. McCarthy, D. Cleveland, B. L. Messinger,
CrossRef
Google scholar
|
[72] |
C. L. Farrell, J. Giannoutsos,
CrossRef
Google scholar
|
[73] |
C. Yang, D. Li, D. Sun, S. Zhang, P. Zhang, Y. Xiong, M. Zhao, T. Qi, B. Situ, L. Zheng,
CrossRef
Google scholar
|
[74] |
K. Fang, Z. Dong, X. Chen, J. Zhu, B. Zhang, J. You, Y. Xiao, W. Xia,
CrossRef
Google scholar
|
[75] |
P. Fraccaro, B. Brown, M. Prosperi, M. Sperrin, I. Buchan, N. Peek,
|
[76] |
C. Ma, Y. Zou, L. Hou, Y. Yin, F. Zhao, Y. Hu, D. Wang, L. Li, X. Cheng, L. Qiu,
CrossRef
Google scholar
|
[77] |
E. H. Wilkes, G. Rumsby, G. M. Woodward,
CrossRef
Google scholar
|
[78] |
F. Demirci, P. Akan, T. Kume, A. R. Sisman, Z. Erbayraktar, S. Sevinc,
CrossRef
Google scholar
|
[79] |
Y. Lu, F. Yang, D. Wen, K. Shi, Z. Gu, Q. Lu, X. Wang, D. Dong,
|
[80] |
T. Li, J. Li, S. Cao, Y. Wang, H. Wang, C. Zhang, P. Ke, X. Huang,
CrossRef
Google scholar
|
[81] |
J. H. Cox, G. Ferrari, S. A. Kalams, W. Lopaczynski, N. Oden, M. P D’Souza,
CrossRef
Google scholar
|
[82] |
C. M. Sturgeon,
CrossRef
Google scholar
|
[83] |
T. Badrick,
CrossRef
Google scholar
|
[84] |
A. Bietenbeck, T. Streichert,
CrossRef
Google scholar
|
[85] |
D. Gruson, T. Helleputte, P. Rousseau, D. Gruson,
CrossRef
Google scholar
|
[86] |
M. Du, D. Gu, J. Xin, U. Peters, M. Song, G. Cai, S. Li, S. Ben, Y. Meng, H. Chu, L. Chen, Q. Wang, L. Zhu, Z. Fu, Z. Zhang, M. Wang,
CrossRef
Google scholar
|
[87] |
Z. Liu, Q. Liang, Y. Ren, C. Guo, X. Ge, L. Wang, Q. Cheng, P. Luo, Y. Zhang, X. Han,
CrossRef
Google scholar
|
[88] |
R. L. Siegel, K. D. Miller, N. S. Wagle, A. Jemal,
CrossRef
Google scholar
|
[89] |
M. K. Bind, R. R. Mishra, V. Kumar, V. Misra, P. A. Singh,
CrossRef
Google scholar
|
[90] |
J. Shu, C. G. Li, Y. C. Liu, X. C. Yan, X. Xu, X. E. Huang, J. Cao, Y. Li, Y. Y. Lu, X. Y. Wu, J. Liu, J. Xiang,
CrossRef
Google scholar
|
[91] |
A. de la Taille, R. Buttyan, M. C. Benson, A. E. Katz,
|
[92] |
P. S. Roy, B. J. Saikia,
CrossRef
Google scholar
|
[93] |
Y. Zhu, S. Wang, X. Xi, M. Zhang, X. Liu, W. Tang, P. Cai, S. Xing, P. Bao, Y. Jin, W. Zhao, Y. Chen, H. Zhao, X. Jia, S. Lu, Y. Lu, L. Chen, J. Yin, Z. J. Lu,
CrossRef
Google scholar
|
[94] |
R. Fan, G. Papatheodoridis, J. Sun, H. Innes, H. Toyoda, Q. Xie, S. Mo, V. Sypsa, I. N. Guha, T. Kumada, J. Niu, G. Dalekos, S. Yasuda, E. Barnes, J. Lian, V. Suri, R. Idilman, S. T. Barclay, X. Dou, T. Berg, P. C. Hayes, J. F. Flaherty, Y. Zhou, Z. Zhang, M. Buti, S. J. Hutchinson, Y. Guo, J. L. Calleja, L. Lin, L. Zhao, Y. Chen, H. L. A. Janssen, C. Zhu, L. Shi, X. Tang, A. Gaggar, L. Wei, J. Jia, W. L. Irving, P. J. Johnson, P. Lampertico, J. Hou,
CrossRef
Google scholar
|
[95] |
Z. Fan, Y. Guo, X. Gu, R. Huang, W. Miao,
CrossRef
Google scholar
|
[96] |
S. Iqbal, N. F. Ali, L. A. Ladak, R. Shivji, M. Zulfiqar, R. Barolia,
CrossRef
Google scholar
|
[97] |
B. A. Goldstein, A. M. Navar, R. E. Carter,
|
[98] |
L. Wang, Y. Zhang, R. Yao, K. Chen, Q. Xu, R. Huang, Z. Mao, Y. Yu,
CrossRef
Google scholar
|
[99] |
J. A. Martínez, M. Alonso-Bernáldez, D. Martínez-Urbistondo, J. A. Vargas-Nuñez, A. Ramírez de Molina, A. Dávalos, O. Ramos-Lopez,
|
[100] |
M. Serra-Burriel, A. Juanola, F. Serra-Burriel, M. Thiele, I. Graupera, E. Pose, G. Pera, I. Grgurevic, L. Caballeria, S. Piano, L. van Kleef, M. Reichert, D. Roulot, J. M. Pericàs, J. M. Schattenberg, E. A. Tsochatztis, I. N. Guha, M. Garcia-Retortillo, R. Hernández, J. Hoyo, M. Fuentes, C. Expósito, A. Martínez, P. Such, A. Madir, S. Detlefsen, M. Tonon, A. Martini, A. T. Ma, J. Pich, E. Bonfill, M. Juan, A. Soria, M. Carol, J. Gratacós-Ginès, R. M. Morillas, P. Toran, J. M. Navarrete, A. Torrejón, C. Fournier, A. Llorca, A. Arslanow, H. J. de Koning, F. Cucchietti, M. Manns, P. N. Newsome, R. Hernáez, A. Allen, P. Angeli, R. J. de Knegt, T. H. Karlsen, P. Galle, V. W. Wong, N. Fabrellas, L. Castera, A. Krag, F. Lammert, P. S. Kamath, P. Ginès,
|
[101] |
X. Pu, D. Deng, C. Chu, T. Zhou,
|
[102] |
R. Wei, J. Wang, X. Wang, G. Xie, Y. Wang, H. Zhang, C. Y. Peng, C. Rajani, S. Kwee, P. Liu, W. Jia,
CrossRef
Google scholar
|
[103] |
S. Fialoke, A. Malarstig, M. R. Miller, A. Dumitriu,
|
[104] |
T. C. Yip, A. J. Ma, V. W. Wong, Y. K. Tse, H. L. Chan, P. C. Yuen, G. L. Wong,
CrossRef
Google scholar
|
[105] |
S. Tian, X. Zhu, X. Sun, J. Wang, Q. Zhou, C. Wang, L. Chen, S. Li, J. Xu,
CrossRef
Google scholar
|
[106] |
Y. Wang, X. Li, J. Xu, Q. Zhou,
CrossRef
Google scholar
|
[107] |
N. Hong, J. Lee, H. W. Kim, J. J. Jeong, K. H. Huh, Y. Rhee,
CrossRef
Google scholar
|
[108] |
B. A. Sullivan, S. L. Kausch, K. D. Fairchild
CrossRef
Google scholar
|
[109] |
S. M. Lauritsen, M. E. Kalør, E. L. Kongsgaard, K. M. Lauritsen, M. J. Jørgensen, J. Lange, B. Thiesson,
CrossRef
Google scholar
|
[110] |
J. Chai, Y. Wang, Z. Sun, Q. Zhou, J. Xu,
CrossRef
Google scholar
|
[111] |
B. Koçak, R. Cuocolo, D. P. dos Santos, A. Stanzione, L. Ugga,
CrossRef
Google scholar
|
[112] |
K. Paranjape, M. Schinkel, R. D. Hammer, B. Schouten, R. S. Nannan Panday, P. W. G. Elbers, M. H. H. Kramer, P. Nanayakkara,
CrossRef
Google scholar
|
[113] |
Z. Gao, X. Wang, S. Sun, D. Wu, J. Bai, Y. Yin, X. Liu, H. Zhang, V. H. C. de Albuquerque,
CrossRef
Google scholar
|
[114] |
F. Mey, J. Clauwaert, K. Van Huffel, W. Waegeman, M. De Mey,
CrossRef
Google scholar
|
[115] |
Q. Zheng, L. Yang, B. Zeng, J. Li, K. Guo, Y. Liang, G. Liao,
CrossRef
Google scholar
|
[116] |
H. Samra, A. Li, B. Soh,
CrossRef
Google scholar
|
[117] |
S. F. Mohn, M. Law, M. Koleva, B. Lee, A. Berg, N. Murray, S. Nicolaou, W. A. Parker,
CrossRef
Google scholar
|
[118] |
A. F. Alrefaei, Y. M. Hawsawi, D. Almaleki, T. Alafif, F. A. Alzahrani, M. A. Bakhrebah,
CrossRef
Google scholar
|
[119] |
J. Li, Y. Tian, Y. Zhu, T. Zhou, J. Li, K. Ding, J. Li,
CrossRef
Google scholar
|
[120] |
J. C. Restrepo, D. Dueñas, Z. Corredor, Y. Liscano,
CrossRef
Google scholar
|
[121] |
M. Ramaekers, C. G. A. Viviers, B. V. Janssen, T. A. E. Hellström, L. Ewals, K. van der Wulp, J. Nederend, I. Jacobs, J. R. Pluyter, D. Mavroeidis, F. van der Sommen, M. G. Besselink, M. D. P. Luyer,
CrossRef
Google scholar
|
[122] |
S. L. Goldenberg, G. Nir, S. E. Salcudean,
CrossRef
Google scholar
|
[123] |
B. Wang, J. Jing, X. Huang, C. Hua, Q. Qin, Y. Jia, Z. Wang, L. Jiang, B. Gao, L. Wu, X. Zeng, F. Wang, C. Mao, S. Liu,
CrossRef
Google scholar
|
[124] |
G. Castelyn, L. Laranjo, G. Schreier, B. Gallego,
CrossRef
Google scholar
|
[125] |
W. Tian, M. Fan, C. Zeng, Y. Liu, D. He, Q. Zhang,
CrossRef
Google scholar
|
[126] |
G. L. Horowitz,
CrossRef
Google scholar
|
/
〈 |
|
〉 |