Umělá inteligence radí, které covidové pacienty připojit na ventilátor
Covidová pandemie způsobila strmý nárůst pacientů vyžadujících umělou plicní ventilaci. Nedostatek ventilátorů vedl k situacím, kdy lékaři museli rozhodovat, komu ventilátor (ne)poskytnout. Nyní ale existuje nástroj, který lékařům tuto volbu výrazně usnadní.
Na jeden ventilátor více kandidátů
Infekce virem SARS-CoV-2 vede k narušení funkce plic a tím k nedostatečné oxygenaci neboli nedostatečnému přísunu kyslíku k tkáním. Při progresi onemocnění se včasným napojením pacienta na ventilátor jeho prognóza výrazně zlepší. Lékařům ovšem během pandemie chyběl konzistentní a spolehlivý způsob, jak včas identifikovat pacienta, který je ve zvýšeném riziku rozvoje syndromu akutní dechové tísně (ARDS) a s největší pravděpodobností bude ventilátor potřebovat. V některých nemocnicích se k tomu navíc přidružil problém s nedostatečným počtem ventilátorů, takže lékaři stáli v některých případech téměř až před Sophiinou volbou.
Výzkumný tým v čele s profesorem Anantem Madabhushim, vedoucím Centra výpočetního zobrazování a personalizované diagnostiky (CCIPD) na Case Western Reserve University, spustil v roce 2020 vývoj nového nástroje umělé inteligence. Tento nástroj dokáže s 84% pravděpodobností velmi rychle rozpoznat, který z pacientů s příznaky infekce covid-19 bude v nejbližší době vyžadovat napojení na umělou plicní ventilaci.
Nástroj pomůže nejen lékařům při plánování léčby, ale také vedení nemocnic se zajišťováním dostupnosti ventilačních přístrojů. Velký přínos bude samozřejmě znamenat i pro samotné pacienty a jejich rodiny.
Umělá inteligence „vidí“ lépe než lidský zrak
Vývoj tohoto nástroje vedl přes analýzu více než 900 CT snímků covidových pacientů diagnostikovaných v roce 2020 v USA a čínském Wu-chanu, kde se nákaza vyskytla nejdříve. Počítače s hlubokým učením odhalily na CT snímcích plic u pacientů, kteří vyžadovali umělou ventilaci, charakteristické znaky, které nebyly při vizuálním hodnocení snímků viditelné. Výsledky byly nyní publikovány v odborném časopise IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics.
Získané poznatky chtějí vědci využít k testování výpočetního nástroje v reálném čase u 19 pacientů s covidem-19 ve dvou amerických nemocnicích. Pokud bude test úspěšný, lékařský personál bude moci nahrávat digitální snímky hrudníku do cloudové aplikace a umělá inteligence následně snímky analyzuje a určí, který pacient bude ventilátor potřebovat. Tento nástroj umělé inteligence by mohl lékařům dovolit podávat léky nebo podpůrnou léčbu dříve, než dojde k progresi onemocnění.
Počítače ženou výzkum vpřed
Tým profesora Madabhushiho nedávno rovněž zveřejnil předběžné výsledky výzkumu srovnávajícího vzorky autoptické tkáně pacientů, kteří zemřeli na infekci virem H1N1 (prasečí chřipky) a covidu-19. Podle profesora hrály v tomto výzkumu významnou roli zejména počítače, díky nimž vědci získali podrobné informace o obranných imunitních mechanismech lidského těla proti virům.
Techniky počítačového vidění a umělé inteligence dnes umožňují vědcům studovat, jak konkrétně se buňky imunitního systému při infekcích organizují v plicní tkáni některých pacientů. V kombinaci s dalšími klinickými testy na větším souboru pacientů by tyto technologie mohly významně přispět k většímu pochopení podstaty těchto onemocnění.
(svat)
Zdroje: 1. Researchers Use AI to Predict which COVID-19 Patients will Need a Ventilator to Breathe. Digital Health News. 2. 9. 2022. Dostupné na https://www.digitalhealthnews.eu/index.php?option=com_content&view=article&id=6515:researchers-use-ai-to-predict-which-covid-19-patients-will-need-a-ventilator-to-breathe&catid=14:industry.
2. Hiremath A. et al. Integrated Clinical and CT based Artificial Intelligence nomogram for predicting severity and need for ventilator support in COVID-19 patients: A multi-site study.
IEEE J Biomed Health Inform. 2021 Aug 13; PP. DOI: 10.1109/JBHI.2021.3103389. Dostupné na https://ieeexplore.ieee.org/document/9513571.
Foto: Pixabay.com
