Un descubrimiento del siglo XIX podría ayudar a cambiar el diagnóstico del COVID-19

Salud y medicina

Por: Naeem Ramzan, Gabriel Okolo, Stamos Katsigiannis

Suena simple, pero para tratar a alguien que sospecha que tiene COVID, debes confirmar que realmente está infectado con el coronavirus. En el Reino Unido, es fácil dar esto por sentado: hemos tenido un método de detección confiable para diagnosticar pacientes infectados ampliamente disponible desde el comienzo de la pandemia. Esto permitió que las personas fueran atendidas y atendidas con prontitud, salvando vidas.

La técnica principal para identificar si alguien tiene COVID se llama prueba de reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa, o RT-PCR. Este proceso puede decir si el material genético del coronavirus está presente en una muestra tomada de una persona, generalmente recolectada con un hisopo dentro de la nariz o la garganta. Esta prueba normalmente se realiza en un laboratorio, y los recursos necesarios significan que hacerlo a escala es un gran desafío.

Los países de altos ingresos han podido ampliar sus pruebas de COVID a un gran costo, pero en algunos países de ingresos bajos y medianos, como Pakistán, Sri Lanka, India y muchos países africanos, el personal de salud no ha podido llevar a cabo realizar un gran número de pruebas de COVID debido a la falta de recursos. Este es un problema particular en ubicaciones remotas. Además de esto, las pruebas de PCR no son muy rápidas. Por lo general, toma alrededor de dos horas, y más si se necesita más tiempo para llevar la muestra de prueba a un laboratorio adecuado para la prueba.

En muchos casos, confirmar si alguien tiene el virus debe suceder mucho más rápido. Cuando alguien tiene COVID grave, el tratamiento realmente debe comenzar de inmediato. El diagnóstico rápido de la enfermedad puede salvar vidas. Por lo tanto, nuestro equipo investigó si se podía proporcionar una alternativa rápida y confiable a las pruebas de PCR mediante el uso de equipos hospitalarios comúnmente disponibles, es decir, las máquinas disponibles en el departamento de radiografía.

COVID aparece en escáneres de tórax
Los radiólogos pueden analizar las técnicas de imágenes del tórax, como la tomografía computarizada (TC) o los rayos X, para buscar marcadores visuales de una infección por COVID. Las investigaciones al principio de la pandemia encontraron que aparecían anomalías en las imágenes de radiografía de tórax de pacientes con el virus, lo que llevó a la OMS a recomendar el uso de radiografías para diagnosticar COVID cuando las pruebas de PCR no están disponibles, especialmente para pacientes graves.

Pero aquí también hay un cuello de botella de recursos. El uso de rayos X y tomografías computarizadas para el diagnóstico requiere que los radiólogos descifren cuidadosamente las imágenes del tórax, ya que los indicadores visuales de COVID pueden ser difíciles de detectar. Entonces, creamos un programa de inteligencia artificial para hacer esto, para acelerar el diagnóstico y permitir que los radiólogos continúen con su trabajo.

El programa se basa en algo llamado red neuronal convolucional profunda, un tipo de algoritmo que normalmente se usa para analizar imágenes. Dichos algoritmos pueden seleccionar las características clave de las imágenes y clasificar aquellas que tienen similitudes y diferencias.

Comenzamos entrenando y probando varios algoritmos diferentes, algunos ya existentes, otros que habíamos creado, utilizando una base de datos de alrededor de 3000 radiografías de tórax. Estos fueron una combinación de escaneos de pacientes con COVID, personas sanas y personas con neumonía viral.

A medida que trabajábamos, ajustamos los algoritmos para que detectaran mejor las diferencias entre los rayos X. Con el tiempo, encontramos que uno claramente se desempeñó mejor que los demás.

Luego evaluamos a este de alto rendimiento dándole un conjunto completamente nuevo de rayos X que no había visto antes, y le pedimos que determinara si cada uno provenía de un paciente con COVID o no. El programa acertó la respuesta el 98,04% de las veces.

¿Cómo podría usarse esto?
Tras estos resultados, desarrollamos una aplicación que podría ejecutar el programa fuera de nuestro laboratorio, de modo que pudiera usarse en lugares donde podría marcar la diferencia. La aplicación no requiere mucha memoria de computadora o energía para ejecutarse, por lo que se puede instalar en PC y portátiles normales.

Ha sido diseñado de tal manera que no se necesita equipo adicional. Las radiografías del paciente solo deben cargarse en la aplicación a través de USB o la web, y luego el algoritmo analiza la imagen y devuelve un resultado que indica si es COVID positivo o no.

Esta aplicación no reemplazará a PCR. Pero podría ser muy efectivo en los departamentos de emergencias (A&E) donde los pacientes llegan con una enfermedad grave. Permitiría tomar y analizar rápidamente una radiografía de tórax y, si el paciente es positivo, comenzar el tratamiento de inmediato en lugar de esperar los resultados de laboratorio.

Además de ser beneficioso para los pacientes, esto también podría acelerar su paso a salas adecuadas en otras partes del hospital, y así aliviar la tensión en los departamentos de A&E. La aplicación también podría ser muy eficaz para diagnosticar casos de COVID en países de bajos ingresos y áreas remotas donde la PCR no está disponible. Entonces, como próximo paso, planeamos probarlo en Pakistán, como parte del proyecto SAFE RH financiado por la UE, para ver qué impacto puede tener en el mundo real.

Este artículo es una traducción de otro publicado en The Conversation. Puedes leer el texto original haciendo clic aquí.

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