实验性人工智能工具预测哪些COVID-19患者会患上呼吸道疾病

一项新的研究发现，一种人工智能工具准确预测了哪些新感染COVID-19病毒的患者会发展成严重的呼吸道疾病。

这项工作由纽约大学格罗斯曼医学院和纽约大学库朗数学科学研究所领导，与中国温州的温州市中心医院和苍南人民医院合作。

这种名为“SARS-CoV-2”的新病毒导致的疾病被称为“2019冠状病毒病”或“COVID-19”。截至3月30日，该病毒在全球范围内感染了73560名患者。根据世界卫生组织的数据，迄今为止，这种疾病已导致34,830多人死亡，其中更多的是儿童死亡老年患者有潜在的健康问题纽约州卫生部迄今为止报告了纽约市超过3.37万例病例。

该杂志于3月30日在线发表计算机，材料和Continua该研究还揭示了未来病情严重程度的最佳指标，并发现它们并不如预期的那样。

“虽然还需要进一步验证我们的模型，但它有望成为预测最容易感染病毒的患者的另一种工具，但只能支持医生来之不易的成果临床经验该研究的相应作者、医学博士、纽约大学格罗斯曼医学院传染病与免疫学系临床助理教授梅根·卡夫说。

“我们的目标是设计和部署一个使用人工智能功能(主要是预测分析)的决策支持工具，以标记未来的临床冠状病毒合著者、库朗研究所计算机科学临床助理教授阿纳斯·巴里博士说。“我们希望，当这个工具完全开发出来后，可以帮助医生评估哪些中度疾病患者真正需要床位，以及在医院资源紧张的情况下，谁可以安全地回家。”

惊讶的预测

在这项研究中，收集了2020年1月在两家中国医院检测出SARS-CoV2病毒阳性的53名患者的人口统计学、实验室和放射学结果。开始时症状一般比较轻微，包括咳嗽、发烧和胃部不适。然而，少数患者在一周内出现严重症状，包括肺炎。

这项新研究的目标是确定人工智能技术是否可以帮助准确预测哪些感染病毒的患者会继续发展为急性呼吸窘迫综合征(ARDS)，这种肺部积液对老年人来说可能是致命的。

在这项新研究中，研究人员设计了基于输入数据做出决策的计算机模型，程序考虑的数据越多就越“聪明”。具体来说，目前的研究使用了决策树来跟踪选项之间的一系列决策，并在路径的每个步骤中建模选择的潜在后果。

研究人员惊讶地发现，被认为是COVID-19特征的特征，如肺部图像中看到的某些模式(如磨砂玻璃浑浊)、发烧和强烈的免疫反应，并不能用于预测许多最初症状轻微的患者中哪些会发展为严重的肺部疾病。年龄和性别对预测严重疾病都没有帮助，尽管过去的研究发现60岁以上的男性患严重疾病的风险更高。

相反，新的人工智能工具发现三个特征的变化——肝酶丙氨酸转氨酶(ALT)水平、报告的肌痛和血红蛋白水平——最准确地预测了随后的严重疾病。研究小组报告，加上其他因素，预测ARDS风险的准确率高达80%。

研究人员说，ALT水平——随着肝炎等疾病损害肝脏而急剧上升——在COVID-19患者中仅略高，但在预测严重程度时仍具有显著作用。此外，深层肌肉疼痛(肌痛)也更为常见，过去的研究已将其与体内较高的一般炎症联系起来。

最后，较高水平的血红蛋白(含铁的蛋白质，使血细胞将氧气输送到身体组织)也与后期呼吸窘迫有关。这是否可以用其他因素来解释，比如长期以来一直与血红蛋白水平升高有关的未报告的吸烟?在温州市中心医院接受采访的33名患者中，有两名自称吸烟的患者也表示已经戒烟。

该研究的局限性，作者说，包括相对较小的数据集和有限的临床严重程度疾病在研究人群中。后者的部分原因可能是在研究期间住院的老年患者数量不明。患者平均年龄43岁。

Coffee补充道:“在临床实践中，我会更加关注我们的数据点，如果患者抱怨严重的肌痛，我会密切关注他们。”“能够在有用的情况下与现场实时共享数据是令人兴奋的。在过去所有的流行病中，期刊论文都是在感染减弱后很久才发表的。”

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