الذكاء الاصطناعي يساعد في تشخيص شدة الالتهاب الرئوي بسبب كورونا

طور العلماء في  Cedars-Sinai نموذجًا جديدًا للذكاء الاصطناعي يمكنه تقييم شدة الالتهاب الرئوي بسبب كورونا  بسرعة، ويساعد إطار التعلم العميق الآلي ، الموصوف في مجلة التصوير الطبي ، في المساعدة في تقييم تطور المرض ويساعد التصوير المقطعي المحوسب في مراقبة استجابات العلاج المختلفة، وإنه يفعل ذلك بدقة وسرعة  مثل القياسات اليدوية الخبيرة التي يقوم بها الأطباء.

فمن الصعب للغاية على الطبيب تحديد الخطوط العريضة لآفات الرئة ثلاثية الأبعاد يدويًا على مئات من شرائح الرئة المقطعية التي يصل سمكها إلى 1 مليمتر، و يمكن للذكاء الاصطناعي أن يجعل هذه العملية سريعة جدًا ويوفر الحجم الحجمي للخلل من حيث النسبة المئوية للرئة المعنية.

 وقال كبير مؤلفي الدراسة Piotr Slomka ،   مدير الابتكار في التصوير في Cedars-Sinai وعالم أبحاث في قسم الذكاء الاصطناعي في الطب ومعهد Smidt Heart.،  ، أن معرفة الحجم الصحيح للآفات يساعد في إعطاء تقييم أكثر دقة لحالة المريض ويساعد مقدمي الخدمة في النهاية على تحديد أفضل خيار علاجي”.

في حين أن العديد من الأشخاص الذين تم تشخيص إصابتهم بكورونا  لا يعانون إلا من أعراض خفيفة ، فإن البعض يستمر في تطوير مضاعفات أكثر خطورة ، بما في ذلك الالتهاب الرئوي الناتج عن الإصابة بكوفيد19 فالالتهاب الرئوي الناتج عنها يعد  عدوى رئوية تسبب سوائل والتهابات في الرئتين ، والتي يمكن أن تصبح مهددة للحياة.

وحاليًا ، تُستخدم الأشعة المقطعية لتقييم مسار المرض ونتائج المريض لدى مرضى الالتهاب الرئوي COVID-19،  ومع ذلك ، لا تتضمن التقارير حاليًا مقاييس كمية لآفة عبء المرض ، مثل الحجم والكثافة ونوع الشذوذ ، والتي يمكن أن تحسن بشكل كبير من التشخيص لدى المرضي.

وعلى الرغم من إثبات قدرتها على التنبؤ بالتدهور السريري لمرضى COVID-19 ، فإن هذا النوع من مقاييس الرئة الكمية المشتقة من التصوير المقطعي المحوسب ليست جزءًا من الروتين السريري لأنها تتطلب تقسيمًا يدويًا لآفات الرئة ، وهو أمر يستغرق وقتًا طويلاً للغاية حتى بالنسبة لذوي الخبرة قال سلومكا. “وليس هناك دائمًا الكثير من الوقت.

وللمساعدة في التغلب على هذه المشكلات ، أنشأ Slomka وفريقه نظام تنبيه آلي سريع للتشوهات المتعلقة بكورونا، والتي يمكن أن تكون ذات فائدة كبيرة في هذه المواقف.

وطور الفريق إطارًا جديدًا للتعلم العميق مؤتمت بالكامل للتجزئة السريعة متعددة الفئات لآفات الرئة في الالتهاب الرئوي الناتج عن كورونا، و باستخدام صور التصوير المقطعي المحوسب بالتباين وغير المتناقضة مع بروتوكولات اكتساب مختلفة في مجموعة متنوعة من المؤسسات.

وقام Slomka وزملاؤه بعد ذلك بتقييم أداء نموذج الذكاء الاصطناعي من خلال مقارنة قراءاته بالقراءات اليدوية التي أجراها خبراء في مجموعات البيانات من 197 مريضًا تم تشخيص إصابتهم بكورونا و باختبار النسخ العكسي الإيجابي PCR ، و 68 حالة اختبار غير مرئية ، و 695 حالة مستقلة .

ووجدوا أن نموذج الذكاء الاصطناعي يتمتع بدقة مماثلة للقياسات اليدوية للخبراء ولكن بأداء سريع أقل من بضع ثوانٍ لأكثر من 100 شريحة من مسح الرئة ثلاثي الأبعاد بالكامل ، مقارنةً بـ 30-45 دقيقة للتعليق التوضيحي اليدوي للخبير وهذا هو مناسب للاستخدام في العيادة.

وقال سلومكا أن  تحليل الصور بمساعدة الذكاء الاصطناعي يمكن أن يساعد في تحسين التقييم السريري للمرضى المصابين بـ COVID-19.

يتم استخدام البرنامج بالفعل في الدراسات السريرية متعددة المراكز للعلامات الإشعاعية والخطورة السريرية لمتغيرات SARS-CoV-2 الجديدة.