Informator uniwersytecki

Zastosowanie metod sztucznej inteligencji w ocenie ryzyka zakażania SARS-CoV-2

Projekt pod kierownictwem prof. dr hab. n. med. Agaty Smoleń, który z pomocą lek. Marcina Lewickiego został przygotowywany przez Sylwiusza Niedobylskiego, Kacpra Michtę, Konrada Warchoła i Mikołaja Margasa ze Studenckiego Koła Naukowego przy Katedrze i Zakładzie Epidemiologii i Metodologii Badań Klinicznych, został doceniony przez ekspertów Ministerstwa Edukacji i Nauki.

Nagrodzony grantem badawczym programu "Studenckie Koła Naukowe Tworzą Innowacje" projekt badawczy jest bezpośrednio związany z pandemią COVID-19, która nie tylko zmieniła na zawsze sposób postrzegania zagrożenia epidemiologicznego związanego z nowymi patogenami, ale również wpłynęła na niemal każdą dziedzinę naszego codziennego życia. Obostrzenia stosowane w celu ochrony populacji przed piorunującymi system opieki zdrowotnej ilościami zakażeń, choć niezbędne, to nieuchronnie przyniosły wiele negatywnych skutków społecznych. Jednym z rodzajów tego typu działań jest nakładanie kwarantanny na wszystkie osoby po fizycznym kontakcie z osobą chorą, bez względu na wynik testu wykrywającego SARS-CoV-2, co jest konsekwencją braku odpowiednich metod obiektywnego określania ryzyka zakażenia tym patogenem. Stało się to dla nas inspiracją do opracowania sposobu szacowania tego ryzyka w sposób ilościowy. Wartym nadmienienia jest fakt, iż w osiągnięciu tego celu pomóc nam mają cieszące się coraz większym powodzeniem w świecie nauki nowoczesne techniki oparte na sztucznej inteligencji i modelowaniu in silico. 

Założeniem projektu jest utworzenie narzędzia epidemiologicznego na podstawie sztucznych sieci neuronowych, które pozwalałoby na ilościowe określenie ryzyka zakażenia wirusem SARS-CoV-2 po fizycznym kontakcie z osobą chorą. Działać będzie ono w sposób nieinwazyjny, wymagający jedynie wprowadzenia danych antropometrycznych, takich jak wiek, płeć, wywiadu chorobowego oraz szczegółowego opisania okoliczności owego kontaktu, takich jak jego miejsce, zastosowanie środków ochrony osobistej, czy nawet warunków pogodowych. Narzędzie to w formie aplikacji internetowej zaimplementowane w stacjach sanitarno-epidemiologicznych i innych ośrodkach nadzoru epidemiologicznego pozwalałoby na modyfikację wskazań do nałożenia kwarantanny na bardziej indywidualne, które nie kończyłyby się izolacją każdej osoby po kontakcie z zakażonym. 

Potencjalne skutki skuteczności opisanego narzędzia trudno jest przecenić, co może być widoczne nadzwyczaj wyraźnie w ośrodkach związanych z opieką zdrowotną – podczas szczytów tzw. fal zachorowań bardzo dużym problemem były niedobory kadrowe spowodowane kierowaniem personelu na kwarantannę – jeden pacjent przyjęty na oddział szpitalny z fałszywie ujemnym wynikiem przesiewowego testu na SARS-CoV-2, którego chorobę odkryto dopiero na oddziale, był do tej pory w stanie sparaliżować całkowicie pracę całego oddziału przez uniemożliwienie pracy znacznej części jego personelu. Niejednokrotnie kwarantanną obejmowane były również osoby, u których subiektywnie określane ryzyko było bardzo niskie. W tej i innych sytuacjach potencjalnym rozwiązaniem problemu może być tworzone przez nas narzędzie. 

Mamy szczerą nadzieję, że nasze działania okażą się skutecznym wkładem w walkę z COVID-19 i krokiem do ostatecznego pokonania paraliżującej nasz świat już od niemal półtora roku pandemii.

autorzy:
Sylwiusz Niedobylski, Kacper Michta, Konrad Warchoł i Mikołaj Margas,
opieka: prof. dr hab. n. med. Agata Smoleń oraz lek. Marcin Lewicki