该研究提出了一种人工智能(Artificial Intelligence, AI)系统,可帮助快速诊断COVID-19病人。作者采用AI算法将胸部CT扫描结果和临床症状、暴露史及实验室检测结合起来,以快速诊断COVID-19阳性患者。
建立模型。研究中的AI模型主要采用卷积神经网络(CNN)算法,结合支持向量机(SVM)、随即森林(random forest)以及多层感知机(MLP)这些常见的机器学习算法,对患者的影像信息和非影像信息进行综合判断(如果病例信息不标准的情况下,猜想也会用到自然语言处理NLP技术)。
训练集。AI模型的训练集包含来自中国13个省份18家医疗中心的905名患者的CT扫描结果和临床信息,数据收集时间为2020年1月17日至2020年3月3日。基于RT-PCR方法,总计有419名(46.3%)患者的SARS-CoV-2病毒检测呈阳性。
测试集。AI模型的测试集采用905个样本中的279例为测试组,对上述AI模型进行测试,并对比两名胸放射科医生(一名资深放射科医生和一名专科培训医生)的表现。对于测试组中的145例COVID-19阴性病例,AI模型和资深放射科医生准确识别出了其中的113例。与资深胸腔放射科医生的准确率(74.6%)相比,该研究的AI系统的AUC(曲线下面积)达到0.92,并且具有相同的敏感性(84.3%)。作者还发现,对于RT-PCR检测呈阳性、但CT扫描显示正常的COVID-19患者,AI系统表现更佳——准确地将25名患者中的17名(68%)鉴定为COVID-19阳性,而两名放射科医生将所有患者都鉴定为COVID-19阴性。