Как и другие респираторные заболевания, COVID-19 может нанести длительный вред легким, но врачи изо всех сил пытались визуализировать этот ущерб. Обычное сканирование грудной клетки не позволяет достоверно обнаружить признаки рубцевания легких и других легочных аномалий, что затрудняет отслеживание здоровья и выздоровления людей с постоянными проблемами с дыханием и другими осложнениями после COVID.
Новый метод, разработанный KAUST, известный как усиление паренхимы глубоких легких (DLPE), накладывает алгоритмы искусственного интеллекта поверх стандартных данных визуализации грудной клетки, чтобы выявить неразличимые визуальные особенности, указывающие на дисфункцию легких.
«Благодаря увеличению DLPE рентгенологи могут обнаруживать и анализировать новые субвизуальные поражения легких, — говорит ученый-компьютерщик и вычислительный биолог Синь Гао. — Анализ этих поражений может помочь объяснить респираторные симптомы пациентов».
Гао и члены его Группы структурной и функциональной биоинформатики и Исследовательского центра вычислительной бионауки создали этот инструмент вместе с исследователем искусственного интеллекта и нынешним проректором KAUST Лоуренсом Карином и клиническими сотрудниками из Харбинского медицинского университета в Китае.
Метод сначала устраняет любые анатомические особенности, не связанные с паренхимой легкого; ткани, участвующие в газообмене, служат основными участками повреждения, вызванного COVID-19. Это означает удаление дыхательных путей и кровеносных сосудов, а затем улучшение изображения того, что осталось позади, чтобы выявить повреждения, которые могут быть пропущены без помощи компьютера.
Исследователи обучили и проверили свои алгоритмы с помощью компьютерной томографии (КТ) грудной клетки тысяч людей, госпитализированных с COVID-19 в Китае. Они усовершенствовали этот метод с привлечением экспертов-радиологов, а затем применили DLPE в перспективе к десяткам выживших после COVID-19 с проблемами легких, все из которых перенесли тяжелое заболевание, требующее интенсивной терапии.
Таким образом, Гао и его коллеги продемонстрировали, что инструмент может выявлять признаки легочного фиброза у дальнобойщиков COVID, тем самым помогая объяснить одышку, кашель и другие проблемы с легкими. Он предлагает поставить диагноз, который был бы невозможен при стандартной компьютерной томографии.
«С помощью DLPE мы впервые доказали, что долгосрочные поражения компьютерной томографии могут объяснить такие симптомы. Таким образом, лечение фиброза может быть очень эффективным в борьбе с долгосрочными респираторными осложнениями COVID-19», — подытожили исследователи.
Материалы исследования опубликованы на страницах издания Nature Machine Intelligence.
Также ученые сообщили о четырех странных симптомах КОВИД-19.