Технологии

Как ИИ помогает более точно диагностировать COVID-19

Искусственный интеллект (ИИ) становится все лучше и лучше в имитации и выполнении того, что могут делать люди, иногда даже более эффективными и доступными способами, чем те, к которым мы привыкли. Потенциал как искусственного интеллекта, так и робототехники в здравоохранении огромен. Как и в нашей повседневной жизни, ИИ и робототехника все чаще становятся частью нашей экосистемы здравоохранения. Давайте взглянем на последние открытия о том, как ИИ помогает более точно диагностировать заболевания во время пандемии COVID-19 ​

По мере того как COVID-19 продолжает распространяться, наука продолжает выявлять негативное воздействие вируса на сердце. Новое решение искусственного интеллекта может помочь быстро и точно диагностировать причину сердечной недостаточности лучше, чем традиционные методы, используемые для обнаружения этого состояния.

Эти результаты взяты из исследования, недавно опубликованного в журнале Американской кардиологической ассоциации «Циркуляция: аритмия и электрофизиология».
До пандемии около 1,2 миллиона человек ежегодно посещали отделения неотложной помощи из-за одышки — распространенного симптома COVID-19. С начала пандемии эти цифры выросли, поскольку затрудненное дыхание является основным симптомом инфекции COVID-19 ​

С того времени Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США разрешило экстренное использование новых ЭКГ с ИИ для диагностики сердечной недостаточности у людей, которые заразились или подозреваются в наличии COVID-19.

Некоторые исследования показали, что коронавирус может быстрее вызвать смерть у людей с сердечной недостаточностью и другими сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Одышка также является одним из основных предупреждающих знаков сердечной недостаточности. Но просто наличие проблем с дыханием не означает, что у пациента сердечная недостаточность.

Вот почему так важно, чтобы у врачей был инструмент для повышения точности определения этих сердечно-сосудистых событий.

«Определить, почему у кого-то одышка — непростая задача для врачей отделения неотложной помощи, и эта ЭКГ с поддержкой искусственного интеллекта обеспечивает быстрый и эффективный метод скрининга этих пациентов на систолическую дисфункцию левого желудочка», — сказал Демиладе Адединсево, доктор медицины, магистр здравоохранения, ведущий автор исследования и Главный научный сотрудник отделения сердечно-сосудистой медицины в клинике Мэйо в Джексонвилле, штат Флорида, сообщил Американскому онкологическому обществу.

Врачи проводят ЭКГ пациентам с подозрением на проблемы с сердцем. Это 10-секундный тест, который регистрирует электрическую активность сердца .

Но сам по себе тест не может определить, страдает ли пациент сердечной недостаточностью.

«Аномальная ЭКГ вызывает беспокойство по поводу основных сердечных аномалий, но не специфична для сердечной недостаточности», — сказал Адединсево.
Чтобы определить, страдает ли пациент сердечной недостаточностью, врачи также обычно измеряют уровень натрийуретических пептидов в крови. У пациентов с сердечной недостаточностью часто наблюдается высокий уровень пептидов в крови.

Факторы риска, которые повышают уровни этих биомаркеров, включают возраст, нарушение сердечного ритма, заболевание почек, ожирение, тяжелую инфекцию и высокое кровяное давление.

Исследователи из Mayo Clinic решили разработать решение искусственного интеллекта, которое могло бы превзойти точность традиционной ЭКГ.
Они создали ЭКГ с искусственным интеллектом, обучив ее отличать медицинские записи пациентов с диагнозом сердечная недостаточность от пациентов без этого заболевания.
Они научили ЭКГ с искусственным интеллектом анализировать медицинские записи более 1600 пациентов, которые были проверены с помощью традиционной ЭКГ и анализа крови во время визитов в отделение неотложной помощи .

Для этого исследователи использовали ЭКГ с улучшенным искусственным интеллектом, чтобы точно определить пациентов, обращающихся в отделение неотложной помощи с одышкой в ​​мае 2018 года и феврале 2019 года. Исследователи обнаружили, что решение AI диагностировало тяжелую сердечную недостаточность почти у 90 процентов пациентов. Это по сравнению с 80 процентами, использующими традиционную ЭКГ.

Решение с улучшенным искусственным интеллектом также выявило низкую насосную способность примерно у 85 процентов пациентов.
« ЭКГ с усилением искусственного интеллекта быстрее и превосходят существующие стандартные тесты. Наши результаты показывают, что кардиологические пациенты с высоким риском могут быть быстрее идентифицированы в отделении неотложной помощи, и дает возможность связать их на ранней стадии с соответствующей сердечно-сосудистой помощью», — сказал Адединсево.

AI также добивается успехов в лечении легочных заболеваний, вызванных коронавирусом. Исследователи из Университета Центральной Флориды (UCF) разработали алгоритм, который может диагностировать коронавирус в легких почти с той же точностью, что и врач.

Исследователи считают, что это решение искусственного интеллекта может только улучшить некоторые недостатки традиционного метода. Обычно врачи используют компьютерную томографию, чтобы определить вирус в легких, но это также может привести к неправильным показаниям.

Некоторые компьютерные томограммы не могут отличить коронавирус от гриппа.

Команда UCF заявляет, что они создали алгоритм для выявления COVID-19 с точностью лучше, чем компьютерная томография. Исследование было опубликовано в Nature Communications.

Для исследования исследователи научили компьютерному алгоритму распознавать COVID-19 на компьютерной томографии почти 1300 пациентов из Китая, Японии и Италии, страдающих этим заболеванием.

Затем исследователи применили алгоритм к более чем 1300 пациентам с заболеваниями легких, такими как COVID-19, рак и пневмония, которые не были вызваны COVID-19. После сравнения результатов с диагнозами, поставленными врачами с использованием традиционных методов, 90 процентов случаев COVID-19, выявленных с помощью AI-решения, были точными. АИ-решение также определены с точностью положительных COVID-19 случаев у 84 процентов пациентов и отрицательных случаев 93 процентов.

Улас Багчи работает доцентом факультета компьютерных наук UCF и является соавтором исследования. Он уверен, что это решение искусственного интеллекта для обнаружения COVID-19 в легких пациента можно использовать для диагностики, предотвращения, отслеживания и исследования вируса.

«Мы продемонстрировали, что подход ИИ, основанный на глубоком обучении, может служить стандартизированным и объективным инструментом для помощи системам здравоохранения, а также пациентам. Его можно использовать в качестве дополнительного инструмента тестирования в очень специфических ограниченных группах населения, и его можно использовать быстро и в больших масштабах в неудачном случае повторной вспышки ».