La pandemia de coronavirus continúa propagándose, causando interrupciones del sistema sin precedentes y enfrentando a profesionales de la salud de todo el mundo con desafíos clínicos y operativos. Creemos que la pandemia de COVID-19 cambiará significativamente los sistemas de salud. Específicamente, servirá como catalizador para el desarrollo de una medicina más efectiva, eficiente y, sobre todo, más humana.
Los coronavirus (CoV) son una gran familia de virus que causan enfermedades que van desde el resfriado común hasta enfermedades más graves, como el síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV) y el síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV). COVID-19 es causado por el síndrome respiratorio agudo severo Coronavirus 2 (SARS-Cov2) y tiene una alta tasa de letalidad de hasta 4% (1). Debido al alto número de reproducciones y la naturaleza infecciosa de la enfermedad, las herramientas para pruebas y evaluaciones rápidas son vitales para rastrear y mitigar la propagación.
En Siemens Healthineers entendemos la urgencia y complejidad de esta situación. En un enfoque de colaboración junto con nuestra red de investigación y socios de colaboración, hemos desarrollado el Análisis de neumonía por TC 2 algoritmo.
AI COVID-19Un algoritmo desarrollado en un enfoque colaborativo.
COVID-19: Un desafío en el diagnóstico y la planificación de la terapia
El COVID-19 se confirma mediante una reacción en cadena de la polimerasa de transcripción inversa (RT-PCR) 3 , una técnica de laboratorio para detectar material genético de cualquier patógeno, incluido un virus. Sin embargo, la sensibilidad de esta prueba puede ser tan baja como 60-70% 4 y puede causar falsos negativos en los primeros días, lo que significa que, en el mejor de los casos, los pacientes siguen siendo tratados como si tuvieran el virus, mientras que en el peor de los casos, los pacientes infectados podrían ser tratados por no tener el virus, lo que representa un riesgo potencial para otros pacientes Además, una escasez actual de kits de prueba disponibles está contribuyendo a la propagación no detectada.
Aunque actualmente se debate el papel de la TC y la radiografía para el diagnóstico, dos estudios preliminares 5 demostraron que la Tomografía Computarizada de Tórax del Pulmón proporciona una sensibilidad mejorada en comparación con RT-PCR para pacientes con sospecha de tener COVID-19. Las características principales observadas en un pulmón afectado por COVID-19 son opacidades de vidrio esmerilado focal periférico o multifocal, consolidación y patrones de pavimentación loca.
- Las lesiones de opacidad en los pulmones periféricos y posteriores en las imágenes de TC son indicativas de neumonía por COVID-19.
- La TC puede desempeñar un papel importante en la evaluación de COVID-19 proporcionando evidencia de imagen avanzada.
La Tomografía Computarizada de Tórax sin contraste ha sido útil no solo para detectar, cuantificar la gravedad y evaluar la progresión de la enfermedad, sino también para apoyar el diseño de una terapia curativa. Se pueden lograr resultados similares con las radiografías de tórax, que pueden ser útiles para rastrear la progresión y el seguimiento de la enfermedad.
Una colaboración como respuesta a la compleja situación
Nuestra aspiración de impulsar las innovaciones para que la gente viva más sana y prolongada es hoy más válida que nunca. Nuestros socios colaboradores y nuestros equipos de expertos internos son conscientes de la urgencia y la complejidad de la situación actual. Por eso decidimos centrarnos conjuntamente en el desarrollo de un nuevo algoritmo para apoyar la lucha contra la pandemia COVID-19. Por su colaboración reconocemos con gratitud las contribuciones de
- Hôpital Foch, París, Francia
- Northwell Health, New York, NY, USA
- Hospital Universitario de Basilea, Clínica de Radiología y Medicina Nuclear, Basilea, Suiza
- Hospital General de Vancouver, Vancouver, Canadá
- Clínica Universidad de Navarra, Navarra, España
- Health Time, Jaén, España
- Metodista de Houston, Texas, EE.UU.
- y muchos otros hospitales de primera línea
Y estamos verdaderamente agradecidos y esperamos con interés a todos los futuros contribuyentes que se unan a nosotros en este viaje.
Con nuestro exclusivo equipo de investigación y desarrollo de la IA en Princeton, NJ, EE.UU., nuestro centro de desarrollo de software en Bangalore, India, nuestros expertos en productos de TC en Forchheim, Alemania, nuestros socios de colaboración con los clientes en París, Francia y la potencia de nuestro superordenador Sherlock, pudimos mejorar nuestra cartera de IA un paso más allá con un algoritmo dedicado a las imágenes de TC. Estamos dando un paso adelante como socio para apoyar a los sistemas de salud en la entrega de cuidados de alto valor a los pacientes y familias desarrollando un algoritmo de IA para el análisis de neumonía por TC.
¿Cómo podría la IA ser beneficiosa para la radiología en el contexto de COVID-19?
Para mejorar la terapia con COVID-19, existe una necesidad urgente de aumentar el conocimiento global sobre este nuevo coronavirus. Con la inclusión de hallazgos radiológicos en la confirmación del diagnóstico de COVID-19, la carga de trabajo de los radiólogos ha aumentado. El análisis de los escáneres de tórax impulsado por IA tiene el potencial de reducir esta carga cada vez mayor para los radiólogos, que deben revisar y priorizar un número creciente de escáneres de tórax de pacientes.
- La eficiencia y la precisión humana se ven comprometidas como resultado de la abrumadora carga de trabajo. El aspecto de automatización de la IA puede ofrecer soporte.
- La IA puede ser una ayuda poderosa para reconocer las lesiones en las imágenes de TC e incluso caracterizar cuantitativamente los hallazgos y comparar los cambios entre los exámenes, lo cual es crucial para la medicina de precisión.
- La IA puede ayudar a los médicos a responder varias preguntas, como el triage de pacientes, el diagnóstico (en combinación con las pruebas de RT-PCR y el riesgo epidemiológico), la evaluación de la gravedad y la progresión, y la respuesta al tratamiento en pacientes que presentan síntomas de COVID-19.
¿Cómo funciona el Análisis de Neumonía de CT2?
El algoritmo está diseñado para identificar y cuantificar automáticamente los patrones tomográficos anormales en los pulmones a partir de una tomografía de tórax con fines de investigación. El sistema toma como entrada una tomografía de tórax sin contraste, identifica y segmenta en 3D los pulmones y lóbulos antes de segmentar las anomalías. Produce dos medidas combinadas de la gravedad de la afectación de los pulmones y lóbulos, cuantificando tanto el alcance de las anomalías de COVID-19 como la presencia de altas opacidades. Se demostró que las anomalías de alta opacidad se correlacionaban con síntomas graves. La primera medida de la gravedad de la enfermedad es global, mientras que la segunda es de lóbulos.
La primera medida global:
- Porcentaje de Opacidad (PO): Porcentaje del volumen previsto de anormalidades comparado con el volumen pulmonar total.
- Porcentaje de Alta Opacidad (PHO): Porcentaje del volumen de alta opacidad previsto en comparación con el volumen previsto de anormalidades.
Segunda medida de lóbulos:
- Puntuación de la gravedad del pulmón (LSS): La extensión de las anomalías en cada lóbulo.
- Puntuación de alta opacidad pulmonar (LHOS): La extensión de las anomalías de alta opacidad para cada lóbulo.
Los resultados computados podrían ser usados para analizar la severidad y monitorear la progresión de las anormalidades en pacientes que exhiben síntomas de COVID-19.
El rendimiento del método en la estimación de la PO, LSS, PHO y LHOS se evalúa en una base de datos de 100 casos de COVID-19 y 100 controles de múltiples instituciones de Canadá, Europa y los EE.UU. La verdad sobre el terreno se establece computando las mismas medidas a partir de anotaciones manuales de las lesiones, los pulmones y los lóbulos.
Impresiones del prototipo
Cortesía de CHR East Belgium Verviers
Obtenga más información sobre los requisitos del sistema y aplique el análisis de neumonía CT COVID-19 en su entorno de investigación de forma gratuita.
Para facilitarle el uso de nuestro nuevo algoritmo, se lo proporcionamos a través de todas nuestras soluciones de lectura e interpretación que ya utiliza en sus flujos de trabajo existentes.
syngo .via openApps Análisis de neumonía de CT2: Con OpenApps , syngo .via te conecta al Mercado digital de Siemens Healthineers y sus innovadoras ofertas. Puede beneficiarse de la solución integrada que es su nueva forma de organizar y descubrir aplicaciones de Siemens Healthineers y otros proveedores, directamente en su syngo .vía. Simplemente haga clic en el ícono del carrito de compras en la esquina superior derecha de su syngo .via VB30A o superior. No se necesita una licencia de Frontier para acceder a Prototipo de análisis de neumonía por TC .
syngo .via Frontier Análisis de neumonía de CT2: syngo .via Frontier le permite fortalecer su liderazgo de opinión clínica con fácil acceso a numerosos prototipos de posprocesamiento que se integran perfectamente con su rutina syngo .via medio ambiente. El nuevo análisis de neumonía por TC 2 prototipo está incluido en el dedicado syngo .via Frontier Prototype Store, que se enriquece continuamente con nuevas contribuciones.
AI-Rad Companion Research Análisis de neumonía de CT2: Nuestra familia de soluciones AI-Rad Companion , de flujo de trabajo aumentado con IA, que se ejecuta en la plataforma de salud digital de teamplay, ayuda a reducir la carga de las tareas repetitivas básicas y puede aumentar la precisión de su diagnóstico al interpretar imágenes médicas. Sus soluciones proporcionan posprocesamiento automático de conjuntos de datos de imágenes a través de algoritmos impulsados por IA. La automatización de los flujos de trabajo de rutina con tareas repetitivas y grandes volúmenes de casos le ayuda a facilitar su flujo de trabajo diario, para que pueda concentrarse en problemas más críticos.
Los algoritmos de IA pueden indicar signos de COVID-19 en las radiografías de tórax incrustadas en el flujo de trabajo clínico
La Inteligencia Artificial juega un papel importante hoy y su apoyo puede contribuir al trabajo del radiólogo. La Radiografía de Tórax AI-Rad Companion 6 , una nueva parte de la familia de productos AI-Rad Companion es otra solución donde el aprendizaje profundo está integrado en un software dedicado. La Radiografía de Tórax AI-Rad Companion caracteriza automáticamente los hallazgos radiográficos para una radiografía de pulmón (posición vertical del paciente y dirección PA). Funciona como un segundo o tercer lector para apoyar a los radiólogos en el diagnóstico diferencial y la toma de decisiones clínicas. Es capaz de caracterizar neumotórax, lesiones pulmonares (nódulos, masas y granuloma), atelectasia, consolidación y derrame pleural. La atelectasia y las consolidaciones son hallazgos que muestran una correlación con los signos de neumonía causada por el virus SARS-CoV-2.
Los resultados calculados podrían usarse para analizar la gravedad y monitorear la progresión de anormalidades en pacientes que presentan síntomas de COVID-19.
El rendimiento del método para estimar PO, LSS, PHO y LHOS se evalúa en una base de datos de 100 casos COVID-19 y 100 controles de múltiples instituciones de Canadá, Europa y EE. UU. La verdad básica se establece al calcular las mismas medidas anotaciones manuales de las lesiones, pulmones y lóbulos.