Компьютерная томография для диагностики COVID-19 (STOIC)

Вспышка нового коронавируса SARS-CoV-2, изначально эпицентр которой находился в Китае и который вызывает пневмонию COVID-19, теперь распространилась на Францию, где по состоянию на 17 марта зарегистрировано 7730 подтвержденных случаев и 175 смертей. Диагностика основывается на выявлении вирусной РНК с помощью полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР), но ее положительный результат может быть отсрочен. Серия исследований на 1014 китайских пациентах показала более высокую чувствительность КТ, со средним интервалом времени между первоначальным отрицательным и положительным результатами ОТ-ПЦР 5,1 ± 1,5 дня (PMID: 32101510). Более того, получение результатов ОТ-ПЦР требует нескольких часов, что проблематично для сортировки пациентов.

КТ грудной клетки позволяет раннее выявление COVID-19, особенно если она проводится более чем через 3 дня после появления симптомов. Важно различать COVID-19 и бактериальные причины легочной инфекции, что требует экспертизы в области торакальной визуализации. Таким образом, важно определить надежные диагностические критерии КТ на основе визуальной оценки, а также разработать решения на основе глубокого обучения для ранней положительной диагностики, которые могли бы использоваться менее опытными специалистами в условиях крупной эпидемии.

Уже выявлено несколько факторов риска неблагоприятного исхода, таких как пожилой возраст, сопутствующие заболевания или повышенный уровень D-димера при обращении (PMID: 32171076). Обширные аномалии КТ связаны с неблагоприятным исходом, но у некоторых пациентов состояние впоследствии ухудшается, несмотря на отсутствие обширных аномалий при первичной оценке, что подчеркивает необходимость прогнозирования ухудшения на основе первоначальных визуализационных данных. Наконец, в настоящее время нет препарата с доказанной эффективностью для пациентов с острым респираторным дистресс-синдромом, лечение которых основывается на механической вентиляции и поддерживающей терапии. Некоторые предполагают, что Ремдесивир, противовирусная терапия, может быть эффективным (PMID: 32147516), и в Китае и США проводятся рандомизированные испытания. Автоматизированные инструменты, позволяющие количественно оценить степень заболевания на КТ, были бы желательны для оценки эффективности новых методов лечения.

Для выявления точных критериев КТ и разработки решений на основе глубокого обучения для диагностики, количественной оценки и прогнозирования необходим большой набор данных КТ-изображений.

Цель этого проекта трехсторонняя: (i) создать многопрофильное открытое хранилище данных по КТ-сканам, связанным с COVID-19, (ii) создать протокол аннотирования с участием нескольких экспертов с различными уровнями аннотаций, отражающих тяжесть заболевания, (iii) позволить разработку непатентованных компьютерных вспомогательных решений (академические и промышленные) для автоматической количественной оценки заболеваний и прогноза с использованием последних достижений в области искусственного интеллекта.

Для пациентов валидация надежных диагностических критериев позволит раннее выявление заболевания и лучшее различие с другими потенциальными причинами острых респираторных симптомов, требующих специфического лечения, таких как бактериальная бронхопневмония. Это будет способствовать стандартизации лечения, а также равному доступу к диагностике и лечению для всего населения.

Польза для общественного здравоохранения будет заключаться в доступе к КТ-диагностике COVID-19 независимо от наличия местной экспертизы в области торакальной визуализации. Возможность предвидеть необходимость вентиляции на основе разработанных оценок тяжести КТ также положительно повлияет на ведение пациентов, особенно в условиях массового потока пациентов, ожидаемого на пике эпидемии. Этот проект позволит оценить долю пациентов, у которых, вероятно, будут респираторные последствия, на основе тяжести и распространенности легочных аномалий в острой фазе заболевания.

Наличие автоматизированных инструментов количественной оценки поможет оценить эффективность лечения, если будут разработаны новые терапевтические подходы.

Наконец, разработанные инструменты для ранней диагностики, оценки тяжести и прогнозирования исходов могут оказаться полезными, если в будущем возникнут другие вирусные пандемии. Действительно, вспышке SARS-Cov2 предшествовали вспышки SARS и MERS, вызванные другими коронавирусами.