Evaluación de la gravedad y predicción de la progresión de pacientes con COVID-19 basada en el marco LesionEncoder y tomografía computarizada de tórax
Autores: Feng, You-Zhen; Liu, Sidong; Cheng, Zhong-Yuan; Quiroz, Juan C.; Rezazadegan, Dana; Chen, Ping-Kang; Lin, Qi-Ting; Qian, Long; Liu, Xiao-Fang; Berkovsky, Shlomo; Coiera, Enrico; Song, Lei; Qiu, Xiao-Ming; Cai, Xiang-Ran
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Evaluación de la gravedad y predicción de la progresión de pacientes con COVID-19 basada en el marco LesionEncoder y tomografía computarizada de tórax
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Severidad
Progresión
COVID-19
Marco LesionEncoder
Tomografías computarizadas de tórax
Automático
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La evaluación automática de la gravedad y la predicción de la progresión pueden facilitar la admisión, el triaje y la derivación de pacientes con COVID-19. Este estudio tiene como objetivo explorar el uso potencial de las características de las lesiones pulmonares en el manejo de COVID-19, basándose en la suposición de que las características de las lesiones pueden llevar información diagnóstica y pronóstica importante para cuantificar la gravedad de la infección y prever la progresión de la enfermedad. Se propone un nuevo marco llamado LesionEncoder para detectar lesiones en tomografías computarizadas de tórax y codificar características de lesiones para la evaluación automática de la gravedad y la predicción de la progresión. El marco LesionEncoder consiste en un módulo U-Net para detectar lesiones y extraer características de cortes individuales de tomografía computarizada, y un módulo de red neuronal recurrente (RNN) para aprender la relación entre vectores de características y clasificar colectivamente la secuencia de vectores de características. Se utilizaron tomografías computarizadas de tórax de dos cohortes de pacientes con COVID-19 de dos hospitales en China para entrenar y probar el marco propuesto. Al aplicarse a la evaluación de la gravedad, este marco superó a los métodos de referencia, logrando una sensibilidad de 0.818, especificidad de 0.952, precisión de 0.940 y AUC de 0.903. También superó a los otros métodos probados en la predicción de la progresión de la enfermedad con una sensibilidad de 0.667, especificidad de 0.838, precisión de 0.829 y AUC de 0.736. El marco LesionEncoder demuestra un fuerte potencial para la aplicación clínica en el manejo actual de COVID-19, particularmente en la evaluación automática de la gravedad de los pacientes con COVID-19. Este marco también tiene potencial para otros análisis de imágenes médicas centrados en lesiones.
Descripción
La evaluación automática de la gravedad y la predicción de la progresión pueden facilitar la admisión, el triaje y la derivación de pacientes con COVID-19. Este estudio tiene como objetivo explorar el uso potencial de las características de las lesiones pulmonares en el manejo de COVID-19, basándose en la suposición de que las características de las lesiones pueden llevar información diagnóstica y pronóstica importante para cuantificar la gravedad de la infección y prever la progresión de la enfermedad. Se propone un nuevo marco llamado LesionEncoder para detectar lesiones en tomografías computarizadas de tórax y codificar características de lesiones para la evaluación automática de la gravedad y la predicción de la progresión. El marco LesionEncoder consiste en un módulo U-Net para detectar lesiones y extraer características de cortes individuales de tomografía computarizada, y un módulo de red neuronal recurrente (RNN) para aprender la relación entre vectores de características y clasificar colectivamente la secuencia de vectores de características. Se utilizaron tomografías computarizadas de tórax de dos cohortes de pacientes con COVID-19 de dos hospitales en China para entrenar y probar el marco propuesto. Al aplicarse a la evaluación de la gravedad, este marco superó a los métodos de referencia, logrando una sensibilidad de 0.818, especificidad de 0.952, precisión de 0.940 y AUC de 0.903. También superó a los otros métodos probados en la predicción de la progresión de la enfermedad con una sensibilidad de 0.667, especificidad de 0.838, precisión de 0.829 y AUC de 0.736. El marco LesionEncoder demuestra un fuerte potencial para la aplicación clínica en el manejo actual de COVID-19, particularmente en la evaluación automática de la gravedad de los pacientes con COVID-19. Este marco también tiene potencial para otros análisis de imágenes médicas centrados en lesiones.