Esta inteligencia artificial creada a partir de 500.000 imágenes de tomografía computarizada puede diagnosticar rápidamente la COVID-19.
Hace unos días, la importante revista académica "Cell" publicó un último artículo sobre el diagnóstico de COVID-19. Un equipo de investigación dirigido por científicos chinos ha desarrollado una herramienta de inteligencia artificial que puede diagnosticar con precisión la COVID-19 basándose en imágenes de tomografía computarizada del tórax. El documento fue completado conjuntamente por la Universidad de Tsinghua, la Universidad Sun Yat-sen, la Universidad de Ciencia y Tecnología de Macao y otras instituciones. Los corresponsales son Zhang Kang, Wang Guangyu, Lin Tianxin, He Jianxing y Li Weimin. Esta herramienta se ha puesto a disposición de profesionales médicos de todo el mundo.
En China, la epidemia de COVID-19 ha sido completamente controlada. 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 la temporada de alta incidencia de enfermedades respiratorias, muchas personas desarrollarán inflamación pulmonar. Un diagnóstico preciso puede excluir a los pacientes infectados con otros patógenos, permitiéndoles recibir un tratamiento individual, reduciendo así el riesgo de exposición al COVID-19. Por otro lado, a juzgar por los datos actuales, la tasa de mortalidad de los pacientes con insuficiencia respiratoria aguda es alta; y la mayoría de ellos tienen inflamación previa de los pulmones. Si podemos detectar los primeros signos de COVID-19, podremos tratar la insuficiencia respiratoria antes de que ocurra.
En el tratamiento de primera línea, las imágenes por TC son una importante herramienta de diagnóstico. En comparación con las pruebas moleculares de laboratorio estándar, las tomografías computarizadas son más rápidas y pueden observar de manera más intuitiva las características patológicas de los pulmones. Sabemos que "leer" datos de imágenes de TC es uno de los puntos fuertes de la IA 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 IA
En este trabajo, los científicos desarrollaron un sistema de diagnóstico de inteligencia artificial para COVID-19 basado en más de 530.000 datos de 3.777 imágenes de TC. A diferencia de los modelos tradicionales de aprendizaje profundo de un extremo a otro, este sistema de diagnóstico combina dos modelos diferentes. El primer paso es un modelo de "lesión pulmonar" basado en la segmentación semántica, y el segundo paso es establecer un modelo de diagnóstico inteligente basado en el mapa de lesión pulmonar generado, utilizando toda la TC del paciente como entrada. Este trabajo puede evitar los defectos 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 estudiar datos de imágenes de tomografía computarizada de pacientes con COVID-19, pacientes con neumonía común y controles, la IA aprendió a distinguirlos.
Los investigadores informaron que en las autopruebas, el sistema de inteligencia artificial logró 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 precisión de este sistema de IA puede alcanzar aproximadamente el 90%, incluso utilizando datos de CT del extranjero. 84,11%. Esta serie de resultados de investigación muestra que el sistema de diagnóstico de IA desarrollado por científicos puede lograr un buen rendimiento ya sea utilizando datos chinos o internacionales.
▲Este sistema puede ayudar a los médicos jóvenes y mejorar su capacidad para leer imágenes.
En comparación con los médicos humanos, los investigadores descubrieron que el rendimiento del sistema de IA superaba con creces el de los médicos jóvenes y era similar al de los radiólogos de nivel medio o superior. Este resultado muestra que el sistema de inteligencia artificial puede ayudar a los médicos menos experimentados a realizar diagnósticos y mejorar rápidamente su capacidad de lectura a un nivel cercano al de los médicos experimentados. En países y regiones donde los recursos médicos son escasos y es difícil encontrar médicos experimentados, la importancia de este sistema es evidente.
Vale la pena mencionar que este sistema de IA también identificó algunas características clínicas relacionadas con el pronóstico del paciente basándose en características cuantitativas de TC y datos clínicos, y descubrió que la enfermedad por coronavirus neumonía-19 no solo afecta la función del sistema respiratorio, sino que También afecta a muchos otros órganos. Además, también se espera que proporcione un modelo de predicción y un análisis de la curva de supervivencia más precisos para el pronóstico clínico, lo que facilitará 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 seleccionar con precisión a los pacientes con COVID-19 entre pacientes con diferentes síntomas. Esto no solo se puede utilizar para un diagnóstico y tratamiento clínico rápidos, sino que también ayuda a capacitar a médicos menos experimentados y ayudarlos a crecer rápidamente.
Finalmente, los científicos anunciaron que para ayudar mejor al mundo a controlar la epidemia, proporcionarán esta herramienta de IA de forma gratuita para ayudar al personal médico en diferentes países y regiones. ¡Rendimos homenaje a estos científicos y esperamos un pronto fin de la epidemia de COVID-19 en todo el mundo!
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Fuente de este artículo: Deep Space Game Editor: Anonymous King's Heart 2 Haz clic para probar