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研保坂千鹤子究人员使用人工智能来预测哪些新冠肺炎患者需要呼吸机来呼吸

医学研究 2021-12-10 21:52:18

Credit: Pixabay/CC0公共领域 凯斯西储大学的研究人员开发了一种在线工具,帮助医务人员快速确定哪些新冠肺炎患者需要呼吸机帮助呼吸

该工具是通过分析2020年诊断的近900名新冠肺炎患者的CT扫描而开发的,能够以84%的准确率预测呼吸机需求

Case Western Reserve的唐纳研究所生物医学工程教授、计算成像和个性化诊断中心(CCIPD)负责人Anant Madabhushi说:“这对医生来说可能很重要,因为他们计划如何护理患者——当然,也让患者及其家人知道。”

“这对医院来说也很重要,因为它们决定了需要多少呼吸机

" 接下来,马达布施说,他希望利用这些结果在大学医院和路易斯·斯托克斯·克里夫兰弗吉尼亚州医疗中心对新冠肺炎患者实时试用这种计算工具

他说,如果成功,两家医院的医务人员可以将胸部扫描的数字化图像上传到基于云的应用程序,凯斯西储的人工智能将对其进行分析,并预测该患者是否可能需要呼吸机

迫切需要呼吸机 在严重的新冠肺炎病病例中,更常见的症状是需要给患者使用呼吸机,以确保他们在呼吸时能够继续吸入足够的氧气

然而,几乎从大流行开始,支持这类患者所需的呼吸机数量就远远超过了可用的供应——以至于医院开始“拆分”呼吸机——一台呼吸机帮助多名患者的做法

尽管2021年不断攀升的疫苗接种率大幅降低了新冠肺炎的住院率,进而降低了对呼吸机的需求,但最近出现的德尔塔变种再次导致了美国一些地区和其他国家的短缺

“这些对医院来说可能是令人揪心的决定——决定谁将在对抗一种侵袭性疾病时得到最多的帮助,”马达布施说

迄今为止,医生们还没有一种一致而可靠的方法来确定哪些新入院的新冠肺炎患者可能需要呼吸机——这些信息对于管理有限供应的医院来说可能是无价的

Madabhushi实验室的研究人员通过评估2020年对美国近900名患者进行的初步扫描,开始努力提供这样一种工具

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来自中国武汉——这是第一例由新型冠状病毒引起的已知病例

Madabhushi说,在深度学习计算机或人工智能(AI)的帮助下,这些CT扫描显示了后来被送入重症监护室(ICU)并需要呼吸帮助的患者的独特特征

该工具背后的研究发表在本月的IEEE生物医学和健康信息学杂志上

Madabhushi实验室的研究生、该论文的主要作者Amogh Hiremath说,CT扫描上的图案肉眼看不到,只能通过计算机显示出来

Hiremath说:“这一工具将允许医务工作者更快地给予药物或支持性干预,以减缓疾病的发展。”

“这将有助于及早发现那些发展为严重急性呼吸窘迫综合征或死亡风险增加的人

这些患者是理想的呼吸机候选人

" 对“免疫结构”的进一步研究 Madabhushi的实验室最近还发表了一项研究,比较了从死于H1N1病毒(猪流感)的病人和从新冠肺炎获得的尸检组织扫描

虽然结果是初步的,但它们似乎揭示了关于马达布胡什所说的人体对病毒的“免疫结构”的信息

他说:“这很重要,因为计算机给了我们信息,丰富了我们对人体对抗病毒机制的理解。”

“例如,这可以在我们开发疫苗的过程中发挥作用

" Madabhushi实验室的研究助理german Corredor普拉达是这篇论文的主要作者,他说,计算机视觉和人工智能技术使科学家能够研究某些免疫细胞是如何在一些患者的肺组织中组织起来的

科雷多说:“这使我们能够通过简单的目视检查样本来发现可能不明显的信息。”

“这些与新冠肺炎相关的模式似乎不同于其他疾病,如H1N1,一种类似的病毒性疾病

" 他说,最终,当与其他临床工作和对更多患者的进一步测试相结合时,这一发现可能有助于提高世界对这些疾病以及其他疾病的理解

马达布施于2012年在凯斯西储建立了CCIPD

该实验室现在包括60多名研究人员

一些人参与了这项最新的新冠肺炎研究,包括研究生Hiremath,Pranjal Vaidya研究助理科雷多和宝拉·托罗;和研究人员陆承和迈赫迪·阿利卢

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