W przypadku pacjentów z przewlekłymi objawami oddechowymi spowodowanymi przez COVID-19 typowe zdjęcie rentgenowskie klatki piersiowej (2D) dostarcza dużo mniej informacji niż znacznie droższa tomografia komputerowa pozwalająca na ocenę struktur klatki piersiowej w trzech wymiarach (3D). Jednak nawet w USA nie każda klinika ma łatwy dostęp do takiego sprzętu.

Naukowcy z University of Iowa (UI) opracowali tak zwany kontrastywny model uczenia się. Ten model komputerowy „uczy się” korzystając ze złożonych obrazów 2D otrzymanych na podstawie obrazów 3D CT, aby wykryć upośledzoną funkcję płuc u pacjentów z przewlekłym COVID-19.

Autorzy wykazali, w jaki sposób ich model uczenia kontrastowego można zastosować do wykrywania choroby drobnych dróg oddechowych, która jest wczesnym etapem upośledzenia czynności płuc u pacjentów z przewlekłym COVID. W przypadku pacjentów długotrwale cierpiących na COVID-19 modele były wystarczająco zaawansowane, aby ocenić upośledzenie czynności płuc.

„Nowym elementem modelu jest pobranie informacji ze skanów 3D CT pokazujących objętość płuc i przeniesienie tych informacji do modelu, który pokaże te same cechy na obrazach 2D – powiedział biorący udział w badaniach prof. Ching-Long Lin. - Klinicyści mogliby wykorzystać zdjęcia rentgenowskie klatki piersiowej do wykrycia tych wyników. To szersza perspektywa”.

Naukowcy oparli swoje modelowanie na skanach TK 100 osób, które uległy zakażeniu oryginalnym szczepem COVID-19 i udały się do szpitali i klinik UI w celu zdiagnozowania problemów z oddychaniem między czerwcem a grudniem 2020 r. Wielu z tych pacjentów z długotrwałym COVID miało chorobę drobnych dróg oddechowych.

Dane zbierano podczas tomografii komputerowej płuc w dwóch sytuacjach - kiedy pacjent wdychał i kiedy wydychał. Naukowcy porównali swoje wyniki z grupą kontrolną, która nie zakaziła się wirusem, tworząc kontrastowy model uczenia się. Modele z powodzeniem zidentyfikowały zmniejszoną czynność płuc u pacjentów z przewlekłą chorobą COVID w porównaniu z tymi, którzy nie zostali zakażeni wirusem. Naukowcy rozwinęli model, aby mógł oddzielić pacjentów z chorobą drobnych dróg oddechowych od tych z bardziej zaawansowanymi powikłaniami, takimi jak rozedma.

Badanie wykazało w niezależny sposób, że pacjenci po COVID mają dwa rodzaje urazów płuc (choroba drobnych dróg oddechowych i zwłóknienie/zapalenie miąższu płuc), które utrzymują się po wyzdrowieniu z początkowego zakażenia wirusem SARS-CoV-2.

Autorzy zauważają, że badanie jest ograniczone, po części dlatego, że wielkość próby jest niewielka, a pacjenci pochodzą z jednej placówki medycznej. Piszą, że większa próba może ujawnić więcej różnic w czynności płuc wynikających z długiego COVID.

DOI 10.3389/fphys.2022.999263 (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ ekr/