Возможности машинного обучения в определении вариантов течения вирусной пневмонии, ассоциированной с COVID-19, на основании данных компьютерной томографии

Введение. При острой респираторной инфекции COVID-19, вызываемой коронавирусом SARS-CoV-2 (2019-nCov), поражение лёгких имеет различные варианты течения, которые до настоящего времени не изучены в полном объёме.

Цель исследования: определить варианты течения вирусной пневмонии COVID-19 (ВП) на основании анализа динамики поражения лёгких, оцениваемой количественно по данным компьютерной томографии.

Материал и методы. Выполнен количественный анализ данных компьютерной томографии (КТ) грудной клетки 144 пациентов с ВП с помощью программного приложения 3D Slicer. Проводился кластерный и сравнительный непараметрический анализы показателей степени тяжести поражения лёгких (КТ1, КТ2, КТЗ, КТ4) и общего объёма поражённых лёгких (%), полученных при первичном и двух повторных КТ-исследованиях в динамике (пКТ, 1дКТ и 2дКТ) в программе «Statistica 12».

Результаты. При стабильном течении общий объём поражённых лёгких постоянен, находится в пределах одной степени тяжести: КТ1 - у 23,6 %, КТ2 -у 14,6 %, КТЗ - у 5,6 %, КТ4 - у 8,3 %. При прогредиентном течении объём поражения лёгких постепенно увеличивается от минимального к максимальному КТ1-КТ2-КТЗ - у 3,5 %, или увеличивается до максимального уровня на 1 дКТ, оставаясь стабильным на 2дКТ исследовании (КТ2-КТЗ-КТЗ) - у 4,2 %. При регредиентном течении объём поражения лёгких изменяется от максимального на пКТ к минимальному на 2дКТ: постепенно от КТ4 через КТЗ к КТ2 - у 4,2 %, или на одну степень тяжести КТЗ-КТ2-КТ2 - у 9,7 %, КТЗ-КТЗ-КТ2 - у 9,0 %. При прогредиентно-регредиентном течении объём поражения лёгких сначала достигает максимума на 1 дКТ, минимума на 2дКТ - КТ2-КТЗ-КТ2 - у 17,4 %. Внутригрупповое сравнение трёх повторных, зависимых показателей общего объёма поражённых лёгких и межгрупповое сравнение на пКТ, 1 дКТ и 2дКТ показало динамическое статистически значимое их различие для вариантов течения ВП (р < 0,05).

Выводы. Кластерный анализ общего объёма поражённых лёгких на серии из трёх КТ исследований в динамике позволил выделить пять вариантов течения вирусной пневмонии COVID-19 - стабильно-лёгкое, стабильно-тяжёлое, прогредиентное, регредиентное, прогредиентно-регредиентное.