Aktualności | Powstał internetowy system wspierania diagnostyki obrazowej COVID-19

Zespół naukowców Politechniki Śląskiej opracował system internetowy CIRCA wspierający działania związane z obrazową diagnostyką COVID-19. Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego przeznaczyło 600 tys. zł dofinansowania na realizację tego zadania.

Internetowy system CIRCA ma na celu wesprzeć i przyspieszyć diagnostykę obrazową COVID-19 w oddziałach SOR. Narzędzie zostało opracowane pod kierownictwem prof. dr hab. inż. Joanny Polańskiej, Dziekan Wydziału Automatyki, Elektroniki i Informatyki, przez zespół, w którego skład weszli: dr inż. Franciszek Binczyk, dr inż. Paweł Foszner, mgr inż. Wojciech Prażuch oraz mgr inż. Aleksandra Suwalska.

CIRCA wykorzystuje techniki uczenia maszynowego, które pozwolą lekarzom dyżurującym na izbach przyjęć oraz oddziałach szpitalnych na wstępną ocenę charakteru zmian w rejonie płuc pacjentów z zaburzeniami czynności oddechowych. System umożliwi identyfikację pacjentów wymagających różnego zaopatrzenia ze strony personelu medycznego. Ułatwi także diagnostykę w przypadku dużej liczby zakażeń, dając możliwość wydzielenia na podstawie ogólnie dostępnego badania RTG grupy osób o wysokim ryzyku zmian obrazowych typowych dla COVID-19.

– Zaproponowany system analizy radiogramów jest połączeniem kilku konwolucyjnych i klasycznych sieci neuronowych, które wraz z szeregiem procedur pomocniczych pozwalają na automatyczną identyfikację zdjęć RTG płuc, segmentację regionu płuca oraz identyfikację przypadków obrazowo zmienionych w wyniku rozwoju COVID-19 – wyjaśnia prof. dr hab. inż. Joanna Polańska, Dziekan Wydziału Automatyki, Elektroniki i Informatyki. –
Aktualnie system służy rozróżnieniu trzech podstawowych stanów: obrazu bez zmian chorobowych (zdrowe płuca), ze zmianami charakterystycznymi dla zapalenia płuc w COVID-19 oraz ze zmianami charakterystycznymi dla innych stanów zapalnych płuc (bakteryjnych i wirusowych). Trwają także prace nad rozszerzeniem jego funkcjonalności o kolejne jednostki chorobowe – dodaje.

Stworzony w środowisku Python™ silnik obliczeniowy został sprzęgnięty z portalem internetowym, umożliwiając tym samym korzystanie z systemu w trybie on-line wielu użytkownikom równocześnie.  

W ramach projektu powstanie ogólnopolska baza danych obrazowych PolCOVID, która pozwoli na retrospektywną dogłębną analizę dziesiątek tysięcy zdjęć RTG.

– Umożliwi opracowanie szczegółowych wytycznych diagnostycznych dla klinicystów i identyfikację sygnatury radiomicznej COVID-19 na różnych etapach zaawansowania. W przyszłości, poprzez szczegółową analizę danych zebranych w trakcie epidemii, wspartą weryfikacją wydawanych na bieżąco opinii ekspertów radiologów, możliwe będzie określenie cech radiomicznych i zakresów ich zmienności charakterystycznych dla COVID-19 – dodaje prof. dr hab. inż. Joanna Polańska. Napływające do bazy PolCOVID kolejne badania będą również wykorzystywane na bieżąco do strojenia opracowanego systemu AI.

W projekt, realizowany we współpracy z Polskim Lekarskim Towarzystwem Radiologicznym, którego prezesem jest prof. dr hab. n. med. Andrzej Cieszanowski, zaangażowało się kilkanaście jednostek w kraju:
• Śląski Uniwersytet Medyczny: Katedra i Oddział Kliniczny Chorób Zakaźnych i Hepatologii i Szpital Jednoimienny Zakaźny w Bytomiu – prof. Jerzy Jaroszewicz oraz Zakład Medycyny Nuklearnej i Diagnostyki Obrazowej – prof. Jan Baron, prof. Katarzyna Gruszczyńska;
• Uniwersytet Medyczny w Białymstoku: Klinika Alergologii i Chorób Wewnętrznych – prof. Marcin Moniuszko oraz Klinika Chorób Zakaźnych i Hepatologii – prof. Robert Flisiak;
• Warszawski Uniwersytet Medyczny: II Zakład Radiologii Klinicznej – prof. Andrzej Cieszanowski oraz Zakład Radiologii Pediatrycznej – dr Przemysław Bombiński;
• Uniwersytet Medyczny w Łodzi: Zakład Diagnostyki i Terapii Radiologicznej i Izotopowej – prof. Agata Majos oraz Klinika Chirurgii Ogólnej i Kolorektalnej – prof. Michał Mik;
• Gdański Uniwersytet Medyczny: II Zakład Radiologii – prof. Edyta Szurowska;
• Uniwersytet Rzeszowski: Klinika Chorób Zakaźnych Uniwersytetu Rzeszowskiego, Centrum Medyczne w Łańcucie – dr Robert Pleśniak;
• Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu, Klinika Chorób Zakaźnych i Hepatologii – prof. Krzysztof Simon;
• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Collegium Medicum w Bydgoszczy, Katedra I Oddział Kliniczny Chorób Zakaźnych i Hepatologii – prof. Małgorzata Pawłowska;
• Centrum Medyczne Kształcenia Podyplomowego, Warszawa, Zakład Diagnostyki Radiologicznej i Obrazowej – prof. Jerzy Walecki;
• Wojewódzki Szpital Specjalistyczny we Wrocławiu – dr Magdalena Śliwińska; 
• Uniwersytecki Szpital Kliniczny w Opolu: Zakład Kliniczny Diagnostyki Obrazowej – dr Katarzyna Sznajder;
• Wojewódzki Szpital Zespolony w Kielcach: Zakład Diagnostyki Obrazowej – dr Bartosz Markiewicz;
• Zespół Zakładów Opieki Zdrowotnej, Szpital Śląski w Cieszynie: Zakład Diagnostyki Obrazowej – dr Mateusz Nowak;
• Szpital Jednoimienny Zakaźny Megrez Sp. z o.o. w Tychach: Zakład Diagnostyki Obrazowej – dr Barbara Giżycka.
     
Konsultanci:
1. Prof. Andrzej Cieszanowski – lekarz radiolog, prezes Polskiego Lekarskiego Towarzystwa Radiologicznego;
2. Prof. Jerzy Walecki – konsultant krajowy w dziedzinie radiologii i diagnostyki obrazowej;
3. Prof. Katarzyna Gruszczyńska – lekarz radiolog, Śląski Uniwersytet Medyczny;
4. Prof. Edyta Szurowska – lekarz radiolog, Gdański Uniwersytet Medyczny;
5. Prof. Piotr Fiedor – lekarz chirurg, Warszawski Uniwersytet Medyczny;
6. Prof. Tomasz Smiatacz – lekarz chorób zakaźnych, Gdański Uniwersytet Medyczny.

Projekt, uznany za odgrywający kluczową rolę w realizacji polityki naukowej państwa w walce z COVID-19, otrzymał dofinansowanie Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w wysokości 600 tys. zł. (Pol.Sl)