运用AI模型快速诊断COVID-19患者

快速准确地检测COVID-19是当前迫切所需的。目前采用的方法—— SARS-CoV-2病毒特异性逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)检测——最长需要两天才能完成,而且可能需要反复检测才能排除潜在的假阴性结果。此外,目前还面临着RT-PCR试剂盒短缺问题。胸部CT扫描是诊断SARS-CoV-2疑似感染病例的有用工具。但是,在患者患有其他类型肺病的特定情况下,单独的CT扫描无法排除COVID-19。不仅如此,如果处于COVID-19发病初期,部分患者的CT结果可能显示正常。

2020年5月19日,美国西奈山伊坎医学院Yang YangZahi A. Fayad和麻省总医院Brent P. LittleNature Medicine上发表文章Artificial intelligence–enabled rapid diagnosis of patients with COVID-19,运用人工智能(AI)算法检查胸部CT影像和病史,可以快速准确地诊断COVID-19患者。该AI系统的AUC(曲线下面积,一个用于衡量机器学习准确度的指标)为0.92,而且展现出与一名资深胸放射科医生相当的灵敏度。

Yang Yang及同事采用AI算法将胸部CT扫描结果和临床症状、暴露史及实验室检测结合起来,以快速诊断COVID-19阳性患者。他们采用一个数据集对该AI模型进行训练和测试,数据集包含来自中国13个省份18家医疗中心的905名患者的CT扫描结果和临床信息,数据收集时间为2020年1月17日至2020年3月3日。基于RT-PCR方法,总计有419名患者的SARS-CoV-2病毒检测呈阳性。

作者采用905个样本中的279例为测试组,对上述AI模型进行测试,并对比两名胸放射科医生(一名资深放射科医生和一名专科培训医生)的表现。对于测试组中的145例COVID-19阴性病例,AI模型和资深放射科医生准确识别出了其中的113例。作者还发现,对于RT-PCR检测呈阳性、但CT扫描显示正常的COVID-19患者,AI系统表现更佳——准确地将25名患者中的17名鉴定为COVID-19阳性,而两名放射科医生将所有患者都鉴定为COVID-19阴性。

作者总结表示,在CT扫描和相关病史都可用的情况下,他们提出的AI系统有助于快速诊断COVID-19患者。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41591-020-0931-3

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