Onderzoekers van het Radbmoudumc hebben, samen met internationale collega's, een AI-programma beschreven dat in staat is om aan de hand van een röntgenfoto en bloedtesten die ter plekke uitgelezen kunnen worden, een Covid-19 diagnose te stellen. Het AI-programma, zo blijkt uit tests bij meer dan 3500 mensen die aan het onderzoek deelnamen, stelt eerder een positieve diagnose dan een antigeen sneltest.
Voor het stellen van een Covid-19 diagnose wordt, dat hebben we allemaal wel al eens moeten doorstaan, met een wattenstaafje slijm uit de neus of keel gehaald. Dat wordt vervolgens met een PCR-test in een laboratorium onderzocht op de aanwezigheid van het coronavirus. Er zijn echter wereldwijd ook veel plekken waar geen laboratoria beschikbaar zijn, of waar men geen of moeilijker toegang heeft tot de bekende hightech PCR-test. Het inzetten van AI, of deep learning, modellen om de diagnostiek van Covid-19 middels röntgenfoto's te verbeteren werd de afgelopen jaren al door meerdere wetenschappers, wereldwijd, onderzocht.
AI-programma voor Covid-19 diagnose
Het AI-programma dat nu beschreven is door onder andere Keelin Murphy en Bram van Ginneken van het Radboudumc, blijkt een goed alternatief te zijn voor de antigeen sneltest. Bij het programma wordt een röntgenfoto van de longen gecombineerd met Point Of Care (POC) bloedtesten. Omdat de meeste mensen die getest worden op Covid-19 nog slechts milde klachten ervaren, is op de longfoto zelden al iets van een longontsteking vast te stellen. In combinatie met een of meerdere bloedtesten, wordt het AI-programma echter wél een betrouwbare test.
Met de zogenoemde Point Of Care testen wordt direct het resultaat weergegeven van wat de arts wil meten, zonder dat het bloed daarvoor in een laboratorium geanalyseerd hoeft te worden. Een van de gebruikte POC-testen meet de aantallen van verschillende witte bloedcellen. Een stijging duidt op een infectie of ontsteking. De andere POC-test meet het C-reactief proteïne (CRP). Een verhoogde waarde van CRP is ook een indicatie voor een ontsteking. "Worden de gegevens van de röntgenfoto gecombineerd met WBC, eventueel nog aangevuld met CRP, dan ontstaat er een diagnose die in de geteste Afrikaanse regio’s sensitiever is dan een antigeen sneltest", aldus de onderzoekers.
Nauwkeuriger dan antigen sneltest
Het AI-programma is op vier locaties in Afrika getest. Locaties waar door een gebrek aan mensen en middelen geen PCR-testen beschikbaar zijn, maar waar wel röntgenfoto's gemaakt kunnen worden en POC-testen beschikbaar zijn. Aan de tests deden ruim 3500 mensen mee. Naast de laagdrempelige röntgenfoto een POC-testen, werd ter controle voor alle deelnemers ook een PCR-test uitgevoerd.
De resultaten het AI-programma voor Covid-19 diagnoses waren zeer bevredigend. In vergelijk tot de snelle, eveneens laagdrempelige, antigen sneltest, bleek het diagnostiseren van Covid-19 met behulp van het AI-programa sensitiever. Dat betekent dat het AI-programma meer juiste positieve diagnoses stelde.
“Dit is de eerste studie die AI-methoden valideert voor COVID-19-detectie in een Afrikaanse omgeving. Het laat zien dat screening op COVID-19 met behulp van AI en point-of-care bloedtests haalbaar is en gevoeliger kan zijn dan antigeentests”, schrijven de onderzoekers. Behalve voor de diagnose van Covid-19 merken onderzoekers op dat AI-programma’s die een röntgenfoto combineren met POC-bloedtesten op termijn wellicht ook geschikt zijn voor diagnoses van tuberculose in medisch minder goed uitgeruste regio’s.
De bevindingen van de onderzoekers zijn gepubliceerd in Scientific Reports: COVID-19 screening in low resource settings using artificial intelligence for chest radiographs and point-of-care blood tests - Keelin Murphy, Josephine Muhairwe, Steven Schalekamp, Bram van Ginneken, Irene Ayakaka, Kamele Mashaete, Bulemba Katende, Alastair van Heerden, Shannon Bosman, Thandanani Madonsela, Lucia Gonzalez Fernandez, Aita Signorell, Moniek Bresser, Klaus Reither & Tracy R. Glass.
