Trí tuệ nhân tạo mới được chứng minh là cực kỳ hiệu quả trong việc xác định COVID-19 trong phổi

Trí tuệ nhân tạo (AI) một lần nữa đã được chứng minh là một công cụ hiệu quả trong cuộc chiến chống lại COVID-19. Một nghiên cứu mới từ Đại học Central Florida đã chứng minh cách AI có thể gần như chính xác như một bác sĩ trong việc chẩn đoán virus hiện diện trong phổi, cũng như cách nó có thể được sử dụng để cải thiện thử nghiệm.

Nghiên cứu được công bố trên Nature Communications.

Chẩn đoán COVID-19

Đội nghiên cứu đã phát triển một thuật toán AI có thể được đào tạo để xác định viêm phổi COVID-19 trong các bản quét cắt lớp vi tính (CT), và nó đã chứng minh tỷ lệ chính xác lên đến 90 phần trăm. Nó cũng có thể xác định đúng các trường hợp dương tính và âm tính, 84 phần trăm và 93 phần trăm lần lượt.

Các bản quét CT đã được chứng minh là hiệu quả hơn khi nó đến chẩn đoán và tiến triển của COVID-19 so với các xét nghiệm phản ứng chuỗi polymerase ngược (RT-PCR). Những xét nghiệm này thường được sử dụng, nhưng chúng có tỷ lệ âm tính giả cao và thường mất nhiều thời gian hơn để được xử lý.

Một trong những lý do lớn nhất mà các bản quét CT được sử dụng để chẩn đoán COVID-19 là chúng có thể phát hiện virus ngay cả trong những người không có triệu chứng. Nó không dừng lại ở đó, tuy nhiên, vì chúng cũng có thể phát hiện nó trong những người có triệu chứng đầu, những người đang ở giai đoạn tồi tệ nhất của bệnh, cũng như những người đã vượt qua và không còn triệu chứng.

Với tất cả những lợi ích của nó, các bản quét CT cũng có những hạn chế của nó, đó là lý do tại sao chúng đôi khi không được khuyến khích để xác định COVID-19. Điều này liên quan đến sự tương đồng giữa viêm phổi liên quan đến cúm và COVID-19.

Thuật toán mới

Đội nghiên cứu tại UCF đã phát triển một thuật toán mới có thể xác định chính xác COVID-19. Không chỉ vậy, nó cũng có thể phân biệt giữa COVID-19 và cúm, điều này cực kỳ hữu ích cho các bác sĩ.

Ulas Bagci là một giáo sư trợ lý tại Khoa Khoa học Máy tính của UCF và là đồng tác giả của nghiên cứu.

“Chúng tôi đã chứng minh rằng một cách tiếp cận AI dựa trên học sâu có thể phục vụ như một công cụ tiêu chuẩn hóa và khách quan để hỗ trợ các hệ thống chăm sóc sức khỏe cũng như bệnh nhân,” Bagci nói. “Nó có thể được sử dụng như một công cụ thử nghiệm bổ sung trong các dân số hạn chế cụ thể, và nó có thể được sử dụng nhanh chóng và trên quy mô lớn trong trường hợp một đợt bùng phát tái phát không may xảy ra.”

Trong nghiên cứu, đội nghiên cứu đã đào tạo một thuật toán máy tính để phát hiện COVID-19 trong các bản quét CT phổi, với tổng cộng 1.280 bệnh nhân từ Trung Quốc, Nhật Bản và Ý được quan sát. Bước tiếp theo là thử nghiệm thuật toán trên 1.337 bệnh nhân mắc các bệnh về phổi khác nhau, bao gồm COVID-19, ung thư và viêm phổi không do COVID-19.

Kết quả từ máy tính đã được so sánh với chẩn đoán từ các bác sĩ, và các nhà nghiên cứu đã tìm thấy rằng thuật toán cực kỳ hiệu quả trong việc phát hiện chính xác viêm phổi COVID-19 trong phổi, cũng như phân biệt giữa COVID-19 và các bệnh khác.

“Chúng tôi đã chứng minh rằng các mô hình AI mạnh mẽ có thể đạt được độ chính xác lên đến 90 phần trăm trong các dân số thử nghiệm độc lập, duy trì độ đặc异 cao trong viêm phổi không liên quan đến COVID-19, và chứng minh tính tổng quát hóa đối với các dân số bệnh nhân và trung tâm chưa từng thấy,” Bagci nói.

Nghiên cứu cũng liên quan đến các đồng tác giả Baris Turkbey, người là một bác sĩ nghiên cứu tại Chi nhánh Hình ảnh Phân tử của Viện Ung thư Quốc gia NIH, và Bradford J. Wood, người là giám đốc Trung tâm Can thiệp Ung thư của NIH và trưởng khoa X-quang can thiệp tại Trung tâm Lâm sàng của NIH.

Phát triển mới từ UCF là một trong những ví dụ gần đây về cách AI có thể được tận dụng trong một đại dịch. Công nghệ đã được triển khai trong các lĩnh vực khác nhau liên quan đến COVID-19, bao gồm theo dõi, thử nghiệm, phòng ngừa, chẩn đoán, nghiên cứu và phát triển vắc xin.