VÝŠE: © ISTOCK.COM, SUDOK1
i když počáteční vlna SARS-CoV-2 pandemie má polevila v mnoha zemích, poskytovatelé zdravotní péče, kteří se stále snaží identifikovat jako mnoho COVID-19 pacientů, jak je to možné, a obsahovat onemocnění. Rychlá a přesná diagnóza je zvláště důležitá, když nic netušící pacienti s infekcí koronaviry přicházejí do nemocnice se zdravotními stížnostmi, ale dosud nevykazují příznaky COVID-19.
Nosní výtěr, vzorky analyzovány pomocí RT-PCR je v současné době doporučeno pro diagnostiku COVID-19, nicméně, nedostatek dodávek, čekací doba až dva dny na výsledky, a falešně negativní sazby jak vysoce jak 1 do 5 znamená alternativní, rozsáhlé COVID-19 screeningové nástroje jsou stále hledány.
je známo, že SARS-CoV-2 poškozuje plicní tkáň a odlišným způsobem, který se lékaři nyní snaží využít pro nové diagnostické přístupy. U mnoha pacientů s COVID-19 se vyvine pneumonie, která může postupovat až k respiračnímu selhání a někdy i ke smrti. Pneumonie COVID-19 se liší od běžnějších forem bakteriální pneumonie a rozdíly se projevují při CT vyšetření hrudníku. Nejvýraznější jsou zakalené vzory lézí, které připomínají střepy skla nebo retikulární linie v neprůhledných lézích, které vypadají jako nepravidelné dlažby, které se vyskytují kolem periferií obou plic. Léze z bakteriální pneumonie jsou obvykle koncentrovány v jedné plicích a nemusí připomínat střepy skla.
V Číně, CT skeny jsou již používány jako COVID-19 diagnostický nástroj, když pacient dorazí na zdravotní péči, s horečkou a podezření na infekci, i když tento přístup nebyl široce přijat ve Spojených Státech. Dvě studie, publikované v Nature Medicine a Buněk, předem tuto myšlenku pomocí umělé inteligence (AI) trénoval na CT plic skenuje jako rychlý diagnostický nástroj hledat COVID-19 infekce u pacientů, kteří přicházejí do nemocnice a vyžadují lékařské zobrazování.
Viz „AI Je Screening Miliardy Molekul pro Koronavirus Ošetření“
Psaní do Buňky, vědci v Macau University of Vědy a Technologie používané 532,000 CT skeny z 3,777 pacientů v Číně trénovat jejich AI nástrojů, se zaměřením na sdělovače léze pozorované v COVID-19 pacient plic. V pilotních studiích v několika čínských nemocnicích model AI správně diagnostikoval pneumonii způsobenou koronavirem nejméně 85 procent času, kdy byl aplikován na datový soubor 417 pacientů ve čtyřech samostatných kohortách. COVID pneumonie byla chybně diagnostikována jako non-COVID pneumonie v 7-12 procentech případů.
„Tato skupina dělá obrovskou práci v hlubokém ponoru na vnější validace: mají velké datové sady z Číny a oni se podívali na to, jak to provádí v mnoha nemocnicích,“ říká Matthew Lungren, radiolog na Stanford University Medical Center, který nebyl zapojen do obou studií.
Rozpoznávat velmi malé množství COVID-19 zápal plic případů z velkého množství non-specifické obecné zápalů plic je důležité pro diagnostický nástroj, když SARS-CoV-2, koronavirus za pandemii, se stává endemickou, a je už ne hlavní příčinou zápal plic, Lungren vysvětluje.
„velké datové sady s různým zdrojem dat je zásadní pro dosažení robustní a zobecnit závěry v AI na základě diagnózy,“ píše Buňky spoluautor Kang Zhang, profesor medicíny na Macau University of Vědy a Technologie, v e-mailu Vědce. „Jedním z nejnáročnějších problémů v aplikaci AI ve zdravotnictví je špatná Reprodukovatelnost.“
Jeden úkol pomocí CT vyšetření pro COVID-19 diagnózy je, že mnoho lidí nakažených SARS-CoV-2 zkušenosti závažné klinické příznaky, jako je kašel a horečka, ale ne biomarkery viditelné na CT vyšetření. Pokud se zdravotničtí pracovníci snaží získat přesnou diagnózu COVID-19 rychleji než standardní metody PCR, „nemusí stačit pouze zobrazování,“ říká Yang Yang, radiolog v nemocnici Mount Sinai.
Yangův tým také vyškolil svůj model AI COVID-19 na CT vyšetření hrudníku a zveřejnil výsledky v Nature Medicine. Tento model integrované výsledky z CT vyšetření s klinickými nálezy, jako jsou pacienti ve věku, zda mají kašel nebo horečka, a jejich počet bílých krvinek, vytváří to, co autoři nazývají „fúze model“ diagnostikovat pacienty s COVID-19 na základě klinické a zobrazovací data. Jejich fúzní model diagnostikoval COVID-19 s přesností 83,5 procenta v testovací sadě 279 pacientů. Při pohledu na stejnou sadu obrázků diagnostikoval starší hrudní radiolog COVID-19 s přesností 84,6 procenta.
„existují aspekty jejich metodologie, které si myslím, že jsou pro tuto oblast obecně velmi důležité,“ říká Lungren, konkrétně mnoho diagnostických modelů AI založených na zobrazovacích datech by mělo prospěch ze vstupu dalších klinických dat.
Zhang říká, že nejméně 10 velkých nemocnic v Číně a několik v USA, Indii, Iráku a Ekvádoru používá jeho model k diagnostice pacientů podezřelých z pneumonie COVID-19. Jeho tým zpřístupnil své algoritmy a tréninkové datové sady Veřejně pro další výzkumné pracovníky.
k. Zhang et al., „Klinicky použitelný systém AI pro přesnou diagnostiku, kvantitativní měření a prognózu pneumonie COVID-19 pomocí počítačové tomografie,“ Cell, doi: 10.1016 / j. cell.2020.04.045, 2020.
