Специалисты из Сколтеха (Россия) совместно с иностранными коллегами обучили искусственный интеллект предсказывать вероятность выживания пациентов с COVID-19, поступающих в реанимацию.

Точность алгоритма составила 92%. Результаты исследования имеют значение для сортировки пациентов в условиях недостаточности медперсонала и оборудования.

Масс-спектрометрия — это метод исследования и идентификации вещества, позволяющий определять концентрацию различных компонентов в нем (изотопный, элементный или химический состав). В силу того, что химический состав позволяет судить о свойствах и происхождении вещества, масс-спектрометрия имеет большое значение в медицине. С ее помощью можно эффективно анализировать омиксные данные — совокупность всех молекул определенного уровня, отражающую состояние организма или его части.

Основой для измерения служит ионизация компонентов, позволяющая физически различать их на основе отношения массы к заряду и, измеряя интенсивность ионного тока, производить отдельный подсчет доли каждого из компонентов (получать масс-спектр вещества).

Исследователи собрали образцы плазмы крови у 40 пациентов с COVID-19 в момент госпитализации, а также через два дня и через неделю пребывания в клинике. При помощи количественной масс-спектрометрии ученые измерили уровни 270 белков и 139 метаболитов.

Поскольку дальнейшая судьба каждого пациента уже была известна, на этих данных оказалось возможным обучить искусственный интеллект предсказывать исход болезни уже на моменте поступления больного в реанимацию. В итоге алгоритм смог верно просчитать выживание больных с вероятностью 92% на основании измерения концентрации 15 биомолекул (10 белков и 5 метаболитов) в плазме крови.

Набор белков-маркеров, который определила команда, был валидирован на независимых данных из европейских клиник Шарите и Инсбрука, и на этой выборке модель тоже показала хорошую точность (более 80%).

Результаты исследования имеют значение для распределения пациентов при нехватке медперсонала и оборудования, когда врачи вынуждены выбирать, кто из одновременно поступивших больше нуждается в незамедлительной реанимации.

«Как раз для этого и предназначено наше решение: искусственный интеллект помогает провести оценку степени тяжести пациента на основании омиксных данных по образцам крови и предсказать возможные осложнения, вплоть до летального исхода», — говорит профессор Евгений Николаев из Центра молекулярной и клеточной биологии, добавляя, что такое предсказание вовсе не исключает возможности субъективного решения со стороны врача.