没有PCR，没有问题:如何用x射线诊断COVID
这听起来很简单，但要治疗你怀疑患有COVID的人，你需要确认他们确实感染了冠状病毒。在英国，人们很容易认为这是理所当然的——从大流行早期开始，我们就有一种可靠的检测方法来诊断被感染的患者。这使得人们能够得到及时的治疗和护理，从而挽救生命。
识别某人是否感染COVID的主要技术被称为逆转录聚合酶链反应测试(RT-PCR)。这个过程可以判断冠状病毒的遗传物质是否存在于从一个人身上采集的样本中，通常是我在鼻子或喉咙里用棉签采集的。
这种测试通常在实验室中进行，所需的资源意味着大规模进行是一个重大挑战。高收入国家已经能够以高昂的成本扩大其COVID检测，但在一些低收入和低收入国家中等收入国家在巴基斯坦、斯里兰卡、印度和许多非洲国家，由于缺乏资源，卫生工作人员无法进行大量的COVID检测。这在偏远地区是一个特别的问题。
最重要的是，PCR检测不是很快。通常需要两个小时左右，如果需要额外的时间，时间会更长测验样品送到合适的实验室进行检测。在许多情况下，确认某人是否感染病毒需要更快地进行。当有人患有严重的COVID时，真的需要立即开始治疗。快速诊断这种疾病有可能挽救生命。
所以,我们的团队调查了是否可以使用常用的医院设备，即放射科的机器，提供一种快速可靠的PCR检测替代方案。
胸部扫描显示新冠病毒
放射科医生可以分析胸部成像技术，如计算机断层扫描(CT)或x射线，以寻找COVID感染的视觉标记物。调查在大流行早期，发现携带病毒的患者的胸部x光图像出现异常，导致世界卫生组织推荐在无法进行PCR检测的情况下，特别是对严重的患者，使用x射线检查来诊断COVID。
但这里也有一个资源瓶颈。使用x光和CT扫描进行诊断需要放射科医生仔细解读胸部图像，因为COVID的视觉指针很难发现。所以，我们创造了一个人工智能程序来做这件事，来加快诊断，让放射科医生继续他们的工作。
该程序基于一种叫做深度卷积神经网络的东西，这是一种通常用于分析图像的算法。这样的算法可以挑选出图像的关键特征，并对那些有相似点和不同点的图像进行分类。
我们首先训练和测试了一些不同的算法——有些已经存在，有些是我们创建的——使用了大约3000张胸部x光片的数据库。这些是来自COVID患者、健康人和病毒性肺炎患者的混合扫描结果。在我们工作的过程中，我们调整了算法，使它们更好地发现x射线之间的差异。随着时间的推移，我们发现其中一个明显比其他的表现更好。
然后，我们通过给它一组以前没有见过的全新x光片来评估这个表现最好的人，并要求它确定每张x光片是否来自COVID患者。该程序的正确率为98.04%。
如何使用它呢?
根据这些结果，我们开发了一个应用程序，可以在我们的实验室之外运行这个程序，这样它就可以用在它可以发挥作用的地方。这款应用程序不需要太多的电脑内存和电源，所以可以安装在普通的个人电脑和笔记本电脑上。
它的设计不需要额外的设备。患者的x光片只需要通过USB或网络上传到应用程序，然后算法分析图像，并返回一个结果，表明它是否呈COVID阳性。
这个应用程序不会取代PCR。但它在急症室非常有效，因为急症室的病人有严重的疾病。它可以快速拍摄并分析胸部x光片，如果患者呈阳性，就可以立即开始治疗，而不是等待实验室结果。这不仅对病人有益，还能加快病人转到医院其他合适的病房的速度，从而减轻急诊科的压力。
该应用程序还可以非常有效地诊断低收入国家和不容易获得PCR的偏远地区的COVID病例。下一步，作为欧盟资助项目的一部分，我们计划在巴基斯坦进行测试安全猕项目，看看它能对现实世界产生什么影响。
