Una nueva aplicación móvil puede ayudar a los médicos a determinar qué pacientes con el nuevo coronavirus COVID-19 es probable que tengan casos graves. Creado por investigadores del NYU College of Dentistry, la aplicación utiliza inteligencia artificial IA para evaluar los factores de riesgo ybiomarcadores clave de los análisis de sangre, produciendo un "puntaje de gravedad" de COVID-19
Las pruebas de diagnóstico actuales para COVID-19 detectan el ARN viral para determinar si alguien tiene o no el virus, pero no proporcionan pistas sobre qué tan enfermo puede enfermarse un paciente con COVID.
"Identificar y monitorear a aquellos en riesgo de casos graves podría ayudar a los hospitales a priorizar la atención y asignar recursos como camas de UCI y ventiladores. Del mismo modo, saber quién tiene bajo riesgo de complicaciones podría ayudar a reducir los ingresos hospitalarios mientras estos pacientes se manejan de forma segura en el hogar,"dijo John T. McDevitt, PhD, profesor de biomateriales en la Facultad de Odontología de NYU, quien dirigió la investigación.
"Queremos que los médicos tengan tanto la información que necesitan como la infraestructura necesaria para salvar vidas. COVID-19 ha desafiado estas dos áreas clave".
Creación de un puntaje de gravedad
Usando datos de 160 pacientes hospitalizados con COVID-19 en Wuhan, China, los investigadores identificaron cuatro biomarcadores medidos en análisis de sangre que fueron significativamente elevados en pacientes que murieron versus aquellos que se recuperaron: proteína C reactiva PCR, mioglobina MYO, procalcitonina PCT y troponina I cardíaca cTnI. Estos biomarcadores pueden indicar complicaciones que son relevantes para COVID-19, incluyendo inflamación aguda, infección del tracto respiratorio inferior y mala salud cardiovascular.
Luego, los investigadores construyeron un modelo utilizando los biomarcadores, así como la edad y el sexo, dos factores de riesgo establecidos. Entrenaron el modelo utilizando un algoritmo de aprendizaje automático, un tipo de IA, para definir los patrones de la enfermedad COVID-19 y predecir sugravedad: cuando los biomarcadores y los factores de riesgo de un paciente se ingresan en el modelo, produce un puntaje numérico de gravedad COVID-19 que varía de 0 leve o moderado a 100 crítico.
El modelo fue validado utilizando datos de 12 pacientes hospitalizados con COVID-19 de Shenzhen, China, que confirmaron que los puntajes de gravedad del modelo fueron significativamente más altos para los pacientes que murieron en comparación con los que fueron dados de alta. Estos hallazgos se publican en Laboratorio en un chip , una revista de la Royal Society of Chemistry.
A medida que la ciudad de Nueva York surgió como el epicentro de la pandemia, los investigadores validaron aún más el modelo utilizando datos de más de 1,000 pacientes con COVID-19 de la ciudad de Nueva York. Para que la herramienta esté disponible y sea conveniente para los médicos, desarrollaron una aplicación móvil quese puede usar en el punto de atención para calcular rápidamente el puntaje de gravedad del paciente.
Una herramienta de apoyo a la decisión clínica
La aplicación ha sido evaluada retrospectivamente en los Centros de Salud Familiar de NYU Langone en Brooklyn, que atienden a más de 102,000 pacientes cada año como una de las redes de centros de salud calificados federalmente más grandes del país.
"Las herramientas de apoyo a la toma de decisiones clínicas en tiempo real para COVID-19 pueden ser extremadamente útiles, particularmente en el entorno ambulatorio, para ayudar a guiar los planes de monitoreo y tratamiento para las personas con mayor riesgo", dijo Isaac P. Dapkins, MD, director médico delos Centros de Salud Familiar en NYU Langone y un coautor en el Laboratorio en un chip estudio
Después de optimizar la utilidad clínica de la aplicación en los Centros de Salud Familiar en NYU Langone en mayo, los investigadores apuntan a implementarla en todo el país en las próximas semanas. Es posible que el puntaje de gravedad COVID-19 se integre con la salud electrónicaregistros, proporcionando así a los médicos información procesable en una etapa temprana para aquellos diagnosticados con COVID-19.
"Esperamos que esta herramienta pueda ayudar a identificar a aquellos con alto riesgo de resultados adversos y reducir las disparidades de salud presentes con COVID-19", dijo Larry K. McReynolds, director ejecutivo de los Centros de Salud Familiar de NYU Langone.
Construyendo sobre innovaciones en pruebas
El puntaje de gravedad COVID-19 aprovecha un modelo que McDevitt desarrolló previamente para predecir los resultados para pacientes con enfermedad cardíaca. La salud cardíaca es una de varias prioridades del laboratorio de McDevitt, que crea sistemas de diagnóstico de punto de atención que pueden programarse para evaluarcáncer oral, enfermedad cardíaca y ahora biomarcadores COVID-19.
El sistema de diagnóstico utiliza muestras pequeñas no invasivas, como hisopos de saliva o gotas de sangre de la punta del dedo, que se agregan a cartuchos del tamaño de una tarjeta de crédito armados con bio-nano-chips iniciados por McDevitt. El cartuchose inserta en un analizador portátil que prueba simultáneamente una gama de biomarcadores, con resultados disponibles en menos de media hora.
Debido a que esta tecnología se usa actualmente solo para fines de investigación e información, la aplicación COVID-19 se puede usar con pruebas de laboratorio existentes y requiere la supervisión de un médico autorizado. Sin embargo, en los próximos meses, el laboratorio de McDevitt, en asociación con SensoDx, una compañía que salió de su laboratorio, planea desarrollar y escalar la capacidad de analizar una gota de sangre para detectar biomarcadores de gravedad COVID-19, similar a cómo una persona con diabetes mide su nivel de azúcar en la sangre, y producir un puntaje de gravedad en elMancha.
"Con COVID-19, las pruebas de punto de atención, junto con un sistema de apoyo a la decisión, podrían mejorar la forma en que los médicos clasifican a los pacientes y potencialmente mejorar sus resultados, particularmente para aquellos que necesitan atención más inmediata y agresiva", dijo McDevitt.
Además del grupo de investigación de McDevitt en NYU College of Dentistry, el estudio involucró a colaboradores de NYU Grossman School of Medicine, NYU Tandon School of Engineering, Zhongnan Hospital de Wuhan University y Latham BioPharm Group. La aplicación fue desarrollada por el laboratorio de McDevitt yOraLiva, una compañía fundada por McDevitt, y está disponible para dispositivos Apple y Android. La aplicación está diseñada para ser utilizada por médicos autorizados y no está destinada para uso general de los pacientes.
El financiamiento para la investigación fue proporcionado por el Instituto Nacional de Investigación Dental y Craneofacial 3U01DE017793-02S1 y 5U01DE017793-2.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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