La aplicación determina la gravedad de la enfermedad de COVID-19 utilizando inteligencia artificial y biomarcadores
Una nueva aplicación móvil puede ayudar a los médicos a determinar qué pacientes con COVID-19 tienen probabilidades de tener casos graves. Crédito: OraLiva
Una nueva aplicación móvil puede ayudar a los médicos a determinar qué pacientes con el nuevo coronavirus (COVID-19) probablemente tengan casos graves. Creada por investigadores de la Facultad de Odontología de la NYU, la aplicación utiliza inteligencia artificial (IA) para evaluar los factores de riesgo y los biomarcadores clave de los análisis de sangre, produciendo una «puntuación de gravedad» de COVID-19.
Las pruebas de diagnóstico actuales para COVID-19 detectan el ARN viral para determinar si alguien tiene o no el virus, pero no brindan pistas sobre qué tan enfermo puede enfermarse un paciente con COVID-positivo.
«Identificación y monitorear a aquellos en riesgo de casos graves podría ayudar a los hospitales a priorizar la atención y asignar recursos como camas de UCI y ventiladores. Del mismo modo, saber quién tiene bajo riesgo de complicaciones podría ayudar a reducir las admisiones en el hospital mientras estos pacientes se manejan de manera segura en el hogar «, dijo John T. McDevitt, Ph.D., profesor de biomateriales en la Facultad de Odontología de la NYU, quien dirigió la investigación.
«Queremos que los médicos tengan tanto la información que necesitan como la infraestructura necesaria para salvar vidas. COVID- 19 ha desafiado estas dos áreas clave».
Creación de un puntaje de gravedad
Usando datos de 160 pacientes hospitalizados con COVID-19 en Wuhan, China, los investigadores identificaron cuatro biomarcadores medidos en sangre pruebas que fueron significativamente elevadas en pacientes que murieron vers. nosotros los que recuperaron: proteína C reactiva (PCR), mioglobina (MYO), procalcitonina (PCT) y troponina cardíaca I (cTnI). Estos biomarcadores pueden indicar complicaciones que son relevantes para el COVID-19, incluida la inflamación aguda, la infección del tracto respiratorio inferior y la mala salud cardiovascular.
Luego, los investigadores construyeron un modelo utilizando los biomarcadores, así como la edad y el sexo, dos factores de riesgo establecidos. Entrenaron el modelo utilizando un algoritmo de aprendizaje automático, un tipo de IA, para definir los patrones de la enfermedad COVID-19 y predecir su gravedad. Cuando los biomarcadores y los factores de riesgo de un paciente se ingresan en el modelo, se produce un puntaje numérico de gravedad de COVID-19 que va de 0 (leve o moderado) a 100 (crítico).
El modelo se validó con datos de 12 pacientes hospitalizados con COVID-19 de Shenzhen, China, lo que confirmó que las puntuaciones de gravedad del modelo fueron significativamente más altas para los pacientes que fallecieron en comparación con los que fueron dados de alta. Estos hallazgos se publican en Lab on a Chip, una revista de la Royal Society of Chemistry.
Cuando la ciudad de Nueva York emergió como el epicentro de la pandemia, los investigadores validaron aún más el modelo utilizando datos de más de 1000 Pacientes con COVID-19 en la ciudad de Nueva York. Para que la herramienta esté disponible y sea conveniente para los médicos, desarrollaron una aplicación móvil que se puede usar en el punto de atención para calcular rápidamente la puntuación de gravedad de un paciente.
Una herramienta de apoyo para la toma de decisiones clínicas
La aplicación ha sido evaluada retrospectivamente en los Family Health Centers de NYU Langone en Brooklyn, que atienden a más de 102 000 pacientes cada año como una de las redes de centros de salud calificados federalmente más grandes del país.
«Real time Clinical Las herramientas de apoyo a la toma de decisiones para el COVID-19 pueden ser extremadamente útiles, particularmente en el entorno ambulatorio, para ayudar a guiar los planes de seguimiento y tratamiento para las personas con mayor riesgo», dijo Isaac P. Dapkins, MD, director médico de Family Health Centers en NYU. Langone y coautor del estudio Lab on a Chip.
Después de optimizar la utilidad clínica de la aplicación en los Family Health Centers de NYU Langone en mayo, los investigadores pretenden implementarla en todo el país en el las próximas semanas. Es posible que la puntuación de gravedad de la COVID-19 pueda integrarse con los registros de salud electrónicos, proporcionando así a los médicos información procesable en una etapa temprana para las personas diagnosticadas con COVID-19.
«Esperamos que esta herramienta pueda ayudar identifique a aquellos con alto riesgo de resultados adversos y reduzca las disparidades de salud presentes con COVID-19», dijo Larry K. McReynolds, director ejecutivo de Family Health Centers en NYU Langone.
Construyendo sobre innovaciones en pruebas
La puntuación de gravedad de la COVID-19 aprovecha un modelo que McDevitt desarrolló previamente para predecir los resultados de los pacientes con enfermedades cardíacas. La salud cardíaca es una de varias prioridades del laboratorio de McDevitt, que crea sistemas de diagnóstico en el punto de atención que pueden programarse para detectar cáncer oral, enfermedades cardíacas y ahora biomarcadores de COVID-19.
El sistema de diagnóstico utiliza muestras pequeñas y no invasivas, como hisopos de saliva o gotas de sangre de la punta de un dedo, que se agregan a cartuchos del tamaño de una tarjeta de crédito armados con bio-nano-chips creados por McDevitt. El cartucho se inserta en un analizador portátil que analiza simultáneamente una variedad de biomarcadores, con resultados disponibles en menos de media hora.
Debido a que esta tecnología se usa actualmente solo con fines informativos y de investigación, el COVID- La aplicación 19 se puede utilizar con las pruebas de laboratorio existentes y requiere la supervisión de un médico autorizado. Sin embargo, durante los próximos meses, el laboratorio de McDevitt, en asociación con SensoDx, una compañía que surgió de su laboratorio, planea desarrollar y escalar la capacidad de analizar una gota de sangre para detectar biomarcadores de gravedad de COVID-19, de manera similar a como lo hace una persona con diabetes. su nivel de azúcar en la sangre y producir una puntuación de gravedad en el acto.
«Con COVID-19, las pruebas en el punto de atención, junto con un sistema de apoyo a la toma de decisiones, podrían mejorar la forma en que los médicos clasifican a los pacientes y potencialmente mejorar sus resultados, en particular para aquellos que necesitan una atención más inmediata y agresiva», dijo McDevitt.
Además del grupo de investigación de McDevitt en la Facultad de Odontología de la NYU, en el estudio participaron colaboradores de la Facultad de Medicina Grossman de la NYU, la Facultad de Ingeniería Tandon de la NYU, Hospital Zhongnan de la Universidad de Wuhan y Latham BioPharm Group. La aplicación fue desarrollada por el laboratorio de McDevitt y OraLiva, una empresa fundada por McDevitt, y está disponible para dispositivos Apple y Android. La aplicación está diseñada para uso de médicos autorizados y no está diseñada para uso general por parte de los pacientes.
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La diabetes aumenta el riesgo de peor pronóstico en COVID-19 Más información: Lab on a Chip, DOI: 10.1039/d0lc00373e Información de la revista: Lab en un chip
Proporcionado por la Universidad de Nueva York Cita: La aplicación determina la gravedad de la enfermedad de COVID-19 utilizando inteligencia artificial, biomarcadores (3 de junio de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 en https://medicalxpress. com/news/2020-06-app-covid-disease-severity-artificial.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.