Search
הצהרה משותפת פורצת דרך על פיתוח ושימוש בכלי AI ברדיולוגיה

למידה עמוקה מחוללת מהפכה באבחון COPD עם סריקת CT בודדת, ומפחיתה את עומס המטופלים

באמצעות בדיקת CT ריאה אחת בשאיפה, מודל למידה עמוקה יכול לאבחן במדויק ולשלב מחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD), על פי מחקר שפורסם היום ב- רדיולוגיה: הדמיית לב וחזהכתב עת של האגודה הרדיולוגית של צפון אמריקה (RSNA).

COPD היא קבוצה של מחלות ריאה פרוגרסיביות הפוגעות ביכולת הנשימה של האדם. התסמינים כוללים בדרך כלל קוצר נשימה ועייפות. נכון לעכשיו אין תרופה ל-COPD, והיא מהווה את גורם המוות השלישי המוביל בעולם, על פי ארגון הבריאות העולמי.

בדיקת ספירומטריה, הידועה גם כבדיקת תפקודי ריאות, משמשת באופן מסורתי לאבחון COPD. הוא מודד את תפקוד הריאות באמצעות כמות האוויר שניתן לשאוף ולנשוף, כמו גם מהירות הנשיפה.

תמונות CT של הריאות יכולות לסייע באבחון COPD. ההליך דורש בדרך כלל שתי רכישות תמונה, אחת בשאיפה מלאה, הנקראת השראה, ואחת בנשיפה רגילה, הנקראת נשיפה.

"למרות שמחקרים הראו לאחרונה שמבנה הריאות, שנמדד כמותית באמצעות CT ריאות, יכול להשלים את דרגת החומרה, האבחנה והפרוגנוזה של COPD, רבים מהמחקרים הללו דורשים רכישת שתי תמונות CT", אמר מחבר המחקר קייל א. הסנסטאב, Ph.D. ., עוזר פרופסור לסטטיסטיקה ומדעי נתונים באוניברסיטת סן דייגו סטייט, קליפורניה.

עם זאת, סוג זה של פרוטוקול אינו סטנדרטי מבחינה קלינית במוסדות".

Kyle A. Hasenstab, עוזר פרופסור, סטטיסטיקה ומדעי נתונים, אוניברסיטת סן דייגו סטייט, קליפורניה

חלק מבתי חולים אינם מסוגלים ליישם פרוטוקולי CT נשימתיים עקב דרישות ההכשרה הנוספות.

"ייתכן שיישום של פרוטוקולי CT נשימתיים לא יהיה אפשרי במוסדות רבים בשל הצורך בהכשרת טכנולוג לרכישת התמונות והכשרת רדיולוג לפרש את התמונות", אמר ד"ר הסנסטאב.

בנוסף, חלק מהמטופלים הקשישים עם תפקודי ריאות לקויים נאבקים בעצירת נשימתם, כפי שנדרש במהלך רכישת תמונה בנשיפה. זה עשוי להשפיע על איכות תמונות ה-CT ועל דיוק האבחנה.

ד"ר Hasenstab ועמיתיו שיערו שרכישת CT יחידה בשאיפה בשילוב עם רשת עצבית קונבולוציונית (CNN), ונתונים קליניים יספיקו לאבחון ולשלבים של COPD. CNN הוא סוג של רשת עצבית מלאכותית המשתמשת בלמידה עמוקה כדי לנתח ולסווג תמונות.

במחקר רטרוספקטיבי זה, תמונות CT ריאה בשאיפה ונשיפה ונתוני ספירומטריה נרכשו מ-8,893 חולים מנובמבר 2007 עד אפריל 2011. הגיל הממוצע של החולים שנכללו במחקר היה 59 שנים ולכולם היה היסטוריה של עישון.

ה-CNN הוכשר לחזות מדידות ספירומטריה באמצעות נתונים קליניים ו-CT ריאות חד פאזי או רב פאזי.

תחזיות הספירומטריה שימשו לאחר מכן כדי לחזות את שלב היוזמה העולמית למחלת ריאות חסימתית (GOLD). מערכת GOLD מסווגת את חומרת ה-COPD של המטופל לאחד מארבעה שלבים, כאשר אחד מסווג כ-COPD קל וארבעה מסווג כ-COPD חמור מאוד.

תוצאות המחקר הראו כי מודל של CNN שפותח תוך שימוש רק בתמונת CT של שלב נשימתי יחיד שאבחן במדויק COPD והיה מדויק גם בשלב GOLD אחד.

המודל בוצע בדומה לאבחוני COPD שהשתמשו במדידות CT משולבות של שאיפה ונשיפה.

"למרות שפרוטוקולי הדמיה רבים לאבחון ושלבים של COPD דורשים שתי רכישות CT, המחקר שלנו מראה כי אבחון ודימוי COPD אפשריים עם רכישת CT בודדת ונתונים קליניים רלוונטיים", אמר ד"ר Hasenstab.

כאשר נוספו נתונים קליניים, התחזיות של מודל CNN היו מדויקות עוד יותר.

מודלים של CNN שהשתמשו רק בנתוני שאיפה או נשיפה בהתאמה ביצעו אותו הדבר. זה מצביע על כך שסמנים מסוימים המשמשים לאבחון COPD עשויים לחפוף בין תמונות.

"הפחתה לרכישת CT השראה יחידה יכולה להגביר את הנגישות לגישה אבחנתית זו תוך הפחתת עלות המטופל, אי נוחות וחשיפה לקרינה מייננת", אמר ד"ר Hasenstab.

הערכת התועלת המצטברת של CT השראה, CT נשיפה ונתונים קליניים לאבחון COPD ושלבים באמצעות למידה עמוקה." בשיתוף פעולה עם ד"ר Hasenstab היו Amanda N. Lee, BS, ואלבר Hsiao, MD, Ph.D.

דילוג לתוכן