Umelá inteligencia radí, ktorých covidových pacientov pripojiť na ventilátor
Covidová pandémia spôsobila strmý nárast pacientov vyžadujúcich umelú pľúcnu ventiláciu. Nedostatok ventilátorov viedol k situáciám, keď lekári museli rozhodovať, komu ventilátor (ne)poskytnúť. Teraz však existuje nástroj, ktorý lekárom túto voľbu výrazne uľahčí.
Na 1 ventilátor viac kandidátov
Infekcia vírusom SARS-CoV-2 vedie k narušeniu funkcie pľúc a tým k nedostatočnej oxygenácii alebo nedostatočnému prísunu kyslíka k tkanivám. Pri progresii ochorenia sa včasným napojením pacienta na ventilátor jeho prognóza výrazne zlepší. Lekárom však počas pandémie chýbal konzistentný a spoľahlivý spôsob, ako včas identifikovať pacienta, ktorý je vo zvýšenom riziku rozvoja syndrómu akútnej dychovej tiesne (ARDS) a bude s najväčšou pravdepodobnosťou ventilátor potrebovať. V niektorých nemocniciach sa k tomu navyše pridružil problém s nedostatočným počtom ventilátorov, takže lekári stáli v niektorých prípadoch takmer až pred Sophiinou voľbou.
Výskumný tím na čele s profesorom Anantom Madabhushim, vedúcim Centra výpočtového zobrazovania a personalizovanej diagnostiky (CCIPD) na Case Western Reserve University, spustil v roku 2020 vývoj nového nástroja umelej inteligencie. Tento nástroj dokáže s 84 % pravdepodobnosťou veľmi rýchlo rozpoznať, ktorý z pacientov s príznakmi infekcie COVID-19 bude v najbližšom čase vyžadovať napojenie na umelú pľúcnu ventiláciu.
Nástroj pomôže nielen lekárom pri plánovaní liečby, ale tiež vedeniu nemocníc so zaisťovaním dostupnosti ventilačných prístrojov. Veľký prínos bude znamenať, samozrejme, aj pre samotných pacientov a ich rodiny.
Umelá inteligencia „vidí“ lepšie než ľudský zrak
Vývoj tohto nástroja viedol cez analýzu viac než 900 CT snímok covidových pacientov diagnostikovaných v roku 2020 v USA a čínskom Wu-chane, kde sa nákaza vyskytla najskôr. Počítače s hlbokým učením odhalili na CT snímkach pľúc u pacientov, ktorí vyžadovali umelú ventiláciu, charakteristické znaky, ktoré neboli viditeľné pri vizuálnom hodnotení snímok. Výsledky boli teraz publikované v odbornom časopise IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics.
Získané poznatky chcú vedci využiť na testovanie výpočtového nástroja v reálnom čase u 19 pacientov s covidom-19 v dvoch amerických nemocniciach. Ak bude test úspešný, lekársky personál bude môcť nahrávať digitálne snímky hrudníka do cloudovej aplikácie a umelá inteligencia následne snímky analyzuje a určí, ktorý pacient bude ventilátor potrebovať. Tento nástroj umelej inteligencie by mohol lekárom dovoliť podávať lieky alebo podpornú liečbu skôr, než dôjde k progresii ochorenia.
Počítače ženú výskum vpred
Tím profesora Madabhushiho nedávno takisto zverejnil predbežné výsledky výskumu porovnávajúceho vzorky autoptického tkaniva z pacientov, ktorí zomreli na infekciu vírusom H1N1 (prasacia chrípka) a covid-19. Podľa profesora hrali významnú rolu v tomto výskume najmä počítače, vďaka ktorým vedci získali podrobné informácie o obranných imunitných mechanizmoch ľudského tela proti vírusom.
Techniky počítačového videnia a umelej inteligencie dnes umožňujú vedcom študovať, ako konkrétne sa bunky imunitného systému pri infekciách organizujú v pľúcnom tkanive niektorých pacientov. V kombinácii s ďalšími klinickými testami na väčšom súbore pacientov by tieto technológie mohli významne prispieť k väčšiemu pochopeniu podstaty týchto ochorení.
(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
