La inteligencia artificial basada en 500.000 imágenes de TC puede diagnosticar rápidamente la COVID-19
Hace unos días, la importante revista académica "Cell" publicó en línea un nuevo artículo sobre el diagnóstico de nuevas enfermedades coronarias. Un equipo de científicos chinos ha desarrollado una herramienta de inteligencia artificial que puede diagnosticar con precisión la COVID-19 basándose en imágenes de tomografía computarizada de tórax. Este artículo fue completado conjuntamente por la Universidad de Tsinghua, la Universidad Sun Yat-sen y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Macao. Los autores correspondientes son Zhang Kang, Wang Guangyu, Lin Tianxin, He Jianxing y Li Weimin. Esta herramienta está actualmente abierta a expertos médicos. el mundo.
En China, la epidemia de Xinguang ha sido totalmente controlada. Pero a nivel mundial, muchos países y regiones todavía enfrentan la amenaza de esta enfermedad infecciosa. Para evitar que la epidemia se expanda y tratar a las personas infectadas de manera oportuna, es clave una tecnología de diagnóstico rápida y precisa: por un lado, durante el período de alta incidencia de enfermedades respiratorias, muchas personas desarrollarán inflamación pulmonar. Un diagnóstico preciso puede excluir a los pacientes infectados con otros patógenos y permitirles recibir un tratamiento individualizado, reduciendo así el riesgo de exposición al SARS-CoV-2. Por otro lado, los datos actuales muestran que los pacientes con insuficiencia respiratoria aguda tienen una alta tasa de mortalidad; y entre ellos la mayoría de las personas han tenido inflamación pulmonar antes. Si podemos detectar los primeros signos de neumonía neoproteica, podremos tratarlos antes de que desarrollen insuficiencia respiratoria.
La tomografía computarizada es una importante herramienta de diagnóstico en el tratamiento de primera línea. Las tomografías computarizadas son más rápidas y pueden proporcionar una visión más intuitiva de las lesiones pulmonares que las pruebas moleculares realizadas en laboratorios estándar. Como todos sabemos, "leer" datos de imágenes de TC es uno de los puntos fuertes de la inteligencia artificial en el campo médico. Ya en 2018, el equipo del profesor Zhang Kang publicó un artículo en la revista Cell, presentando una herramienta de inteligencia artificial que puede distinguir la neumonía bacteriana y la neumonía viral en niños basándose en radiografías de tórax. Al año siguiente, su equipo desarrolló una inteligencia artificial para diagnosticar los registros médicos de los niños.
▲El proceso de desarrollo de esta herramienta de inteligencia artificial
En este trabajo, los científicos desarrollaron un nuevo coronavirus basándose en un total de más de 530.000 imágenes de TC de 3.777 pacientes. sistema para la neumonía arterial. A diferencia de los modelos tradicionales de aprendizaje profundo de un extremo a otro, este sistema de diagnóstico consta de dos pasos de modelado diferentes: el primer paso es un modelo de "lesión pulmonar" basado en la segmentación semántica, y el segundo paso es mapear aún más las lesiones pulmonares según la generado Establecer un modelo de diagnóstico inteligente que tome como entrada toda la TC del paciente. Este trabajo puede evitar las deficiencias de los modelos de "caja negra" en aplicaciones médicas reales, mejorar la interpretabilidad y el rendimiento de generalización de los sistemas de diagnóstico de inteligencia artificial y también mejorar la precisión del diagnóstico. Al examinar los datos de imágenes de tomografía computarizada de pacientes con neumonía por el nuevo coronavirus, pacientes con neumonía común y pacientes del grupo de control, la IA aprendió a diferenciar entre estos pacientes.
Los investigadores informaron que en las autopruebas, el sistema de IA tuvo una precisión del 92,49% en el diagnóstico de COVID-19. Utilizando diferentes conjuntos de datos de diferentes regiones, este sistema de diagnóstico de IA ha resistido la prueba del mundo real: utilizando datos retrospectivos y estudios prospectivos, la tasa de precisión del sistema de IA puede alcanzar aproximadamente el 90%, incluso utilizando datos de CT en el extranjero. , la precisión de este sistema también puede alcanzar el 84,11%. Esta serie de resultados de investigación muestra que el sistema de diagnóstico de inteligencia artificial desarrollado por los científicos puede lograr un mejor rendimiento independientemente del uso de datos chinos o internacionales.
▲Este sistema puede ayudar a los médicos jóvenes a mejorar su capacidad para leer imágenes.
En comparación con los médicos humanos, los investigadores descubrieron que el rendimiento de los sistemas de inteligencia artificial supera con creces el rendimiento de los médicos con calificaciones más jóvenes. lo mismo que los radiólogos de nivel medio/senior. Este resultado muestra que los sistemas de inteligencia artificial pueden ayudar a los médicos sin experiencia en el diagnóstico y mejorar rápidamente su capacidad para leer imágenes, acercándolos al nivel de los médicos experimentados. En países y regiones donde los recursos médicos son escasos y es difícil encontrar médicos experimentados, no se puede subestimar la importancia de este sistema.
Cabe mencionar que este sistema de inteligencia artificial también puede identificar algunas características clínicas relacionadas con el pronóstico del paciente basándose en las características cuantitativas de la TC y la información clínica, y descubrió que la enfermedad COVID-19 no solo afecta la función de el sistema respiratorio y también afecta a muchos otros órganos.
Además, se espera que proporcione un modelo de predicción y un análisis de la curva de supervivencia más precisos para el pronóstico clínico, facilitando la intervención y el tratamiento oportunos por parte del personal médico.
En resumen, con el apoyo de una gran cantidad de imágenes clínicas de TC, los investigadores han desarrollado un sistema de inteligencia artificial que puede detectar con precisión a pacientes con nueva neumonía coronaria de pacientes con diferentes síntomas. Esto no sólo puede usarse para un diagnóstico y tratamiento clínico rápidos, sino que también puede ayudar a capacitar a médicos con calificaciones más bajas y ayudarlos a crecer rápidamente.
Finalmente, los científicos anunciaron que para ayudar a controlar mejor la epidemia global, pondrán esta herramienta de inteligencia artificial a disposición de forma gratuita para ayudar a los profesionales médicos en diferentes países y regiones. ¡Rendimos homenaje a estos científicos y esperamos con interés el control temprano de la epidemia de COVID-19 a nivel mundial!
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Fuente: Editor de Deep Space Games: Anónimo "Heart of Kings 2" haz clic para probar