Изкуствен интелект предупреждава за висок риск от сепсис и предпазва от смърт

Нова система идентифицира пациенти, застрашени да развият сепсис, който обикновено се открива трудно и се развива много бързо. Тя засича симптомите часове по-рано, което е невъзможно с познатите до този момент методи.

Благодарение на изкуствения интелект, разработен от екип на университета „Johns Hopkins“, рискът от смърт спада с 20%. Смарт системата разглежда медицинските досиета и лабораторните изследвания, за да идентифицира пациентите, които са застрашени от опасни усложнения.

Сепсисът е сред основните причини за смърт в болничните заведения, затова експертите се насочват към разработването на метод, който би могъл да намали риска и да спаси живота на хиляди болни*. Изследването е публикувано на 21.07.2022 г. в списанията „Nature Medicine“ и „Nature Digital Medicine“.

Смарт системата за идентифициране на сепсис като част от оборудването в болничната стая

Суки Сариа, директор на центъра „Malone“ за инженеринг в здравеопазването към университета „Johns Hopkins“, пояснява: „За първи път изкуствен интелект е внедрен в оборудването в самата болнична стая, до леглото на пациента. Той се използва от наши колеги и имаме доказателства, че спасява животи. Правим историческа крачка, тъй като сепсисът отнема живота на хиляди хора всяка година. Бих искала да отбележа, че методът вече се прилага и при други заболявания, освен сепсиса.“

Сариа и екипът й работят две години по проекта, в който са включени близо половин милион пациенти.

Какво представлява сепсисът?

Сепсис се развива, когато инфекцията отключи верижна реакция в цялото тяло. Възпалението може да доведе до кръвни съсиреци и скъсване на кръвоносен съд, а оттам до увреждане на орган или органна недостатъчност. Приблизително 1,7 милиона възрастни страдат от сепсис всяка година в САЩ, като 250 000 от тях умират.

Сепсисът трудно се установява, тъй като симптомите му – висока температура и объркване, са присъщи и за други заболявания. Колкото по-рано се открие обаче, толкова по-големи са шансовете на пациента да оцелее.

Сариа допълва още: „Един от най-ефективните начини да се намали риска е бързото му диагностициране и приемът на подходящи медикаменти след това. В исторически план обаче се оказва, че това е много трудна задача.“

Изкуственият интелект предлага лечение според конкретния случай

Заедно с други лекари от университета „Johns Hopkins“ тя разработва насочена система за ранно откриване в реално време (Targeted Real-Time Early Warning System). Въз основа на данните от здравния картон на пациента и лабораторните резултати от проведените изследвания, методът предупреждава дали и кога той е застрашен да развие сепсис и също така предлага различни протоколи за лечение, като например прием на антибиотици.

Съхранение на всички данни до изписването на пациента

Изкуственият интелект проследява пациентите от тяхното постъпване в болницата до изписването им, като гарантира, че няма да бъде загубена важна информация, дори, когато дежурният персонал се сменя или човекът бъде преместен в друго отделение. Над 4000 клинични специалисти от пет болници използват смарт системата по време на лечението на 590 000 пациенти. По време на диагностиката тя анализира и взема под внимание 173 931 предишни техни заболявания.

Прецизност на системата за ранно откриване на сепсис

Изкуственият интелект постига прецизност в 40% от времето при изследване на 82% от случаите на сепсис. По-стари електронни устройства диагностицират с верижната възпалителна реакция два пъти по-малко пациенти, като резултатите им са точни през едва 2% до 5% от времето. Всички болни, които развиват сепсис, рано или късно биват диагностицирани, но традиционният метод не е достатъчно навременен и причинява смъртта на 30% от тях.

Изкуственият интелект предупреждава за висок риск от сепсис 6 часа по-рано

Като се има предвид, че при най-тежките случаи дори и час разлика във времето на поставяне на диагнозата може да се окаже животоспасяваща, е повече от обнадеждаващо, че разработеният от Сариа изкуствен интелект предупреждава за развитие на сепсис средно 6 часа по-рано.

Съавторът Албърт Ву, директор на Центъра за проучванията на здравните услуги и изхода от заболяванията към университета „Johns Hopkins“, добавя: „Това, което направихме, е истински пробив, и то в различни аспекти. Системите досега по-често грешаха, вместо да ни напътстват в правилната посока. А грешките ни караха да се съмняваме в действията, които предприемаме.“

За разлика от предишните конвенционални методи, смарт системата показва на лекарите как е стигнала до дадено заключение и защо препоръчва определена форма на лечение.

Д-р Сариа подчертава, че сепсисът се развива изключително бързо, а когато пациентът вече изпадне в септичен шок, обикновено е късно, което още веднъж доказва колко наложително е откриването на нов и по-бърз метод за установяването на сепсис.

Експертите от „Johns Hopkins“ работят с компанията „Bayesian Health“, която осигурява тестването на системата с изкуствен интелект в различните болници. Екипът получава съдействие и от две от най-големите компании, които съхраняват електронни здравни досиета.

Ранно предупреждение за риск от рани, причинени от дълго залежаване

Едно от допълнителните приложения на иновативния метод е, че открива пациенти, застрашени да развият рани от залежаване или от рязко влошаване на състоянието вследствие на кръвоизлив, остър респираторен дистрес и сърдечен арест.

Методът е съвсем различен от всички останали. Адаптивен е и може да се приспособи към всеки отделен индивид и към всяка болнична среда, което му позволява да бъде възможно най-прецизен и надежден. 

* Henry, K.E., Adams, R., Parent, C. et al. Factors driving provider adoption of the TREWS machine learning-based early warning system and its effects on sepsis treatment timing. Nat Med. 2022.