Estudo de coorte para predição de morbiletalidade pela infecção do COVID-19: o papel dos preditores convencionais e do algoritmo baseado em Deep Learning

Resumo: A Doença do Coronavírus (COVID-19) é uma doença infecciosa causada pelo vírus coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave ( SARS-CoV-2 ). Os pacientes portadores de comorbidades como Hipertensão Arterial, Diabetes, Doenças respiratórias crônicas e câncer parecem mais suscetíveis às complicações. Mais comumente a forma grave é caracterizada por uma síndrome de insuficiência respiratória grave cujo padrão ouro para determinar o diagnóstico é a Tomografia Computadorizada de Tórax. Aspectos clínicos e laboratoriais têm apresentado resultados estatisticamente significantes como preditores de morbiletalidade à infecção por COVID-19. A Inteligência artificial e as técnicas de Machine Learning têm se espalhado em todas as áreas das Ciências da Saúde. A utilização de algoritmos de aprendizagem profunda (Deep Learning) tem levado a resultados extraordinários na área de imagens e tem trazido grande impacto na área de radiologia. Nesse projeto será utilizado um algoritmo Deep Learning chamado Exame Σ-RAI Rx Covid-19, cuja arquitetura inclui uma interface de utilização que avalia a imagem de raio X de Tórax do paciente para análise. Após o upload de uma imagem, ocorre verificação em um filtro de entrada que reconhece com inteligência artificial (IA) se é imagem de pulmão ou não. A imagem verificada é então submetida a discriminadores de IA para análise, levando a resultados que em seguida passam por fusão e votação, para então enviar uma resposta de volta ao médico ou técnico. A prova de conceito do Exame Σ-RAI Rx Covid-19 foi desenvolvida baseada em bases de dados internacionais de exames de imagens de pacientes portadores de COVID-19 e patologias diversas disponíveis para livre acesso pela comunidade científica. Atualmente o Exame Σ-RAI Rx Covid-19 possui duas respostas decorrentes de dois classificadores com sensibilidade e especificidades diferentes para o diagnóstico de Imagem relacionada à infecção por COVID-19. O presente projeto visa identificar preditores prognósticos da infecção por COVID-19 que possam ser utilizados de maneira simples em serviços de saúde de baixa densidade tecnológica. Objetivo: Determinar o valor de variáveis clínicas, laboratoriais e do algoritmo Exame Σ-RAI Rx Covid-19 como preditores de Morbiletalidade intra-hospitalar e até um ano após a alta hospitalar. Métodos: O presente projeto constitui em um Estudo de Coorte prospectivo e concorrente multicêntrico para avaliação de preditores de morbiletalidade de pacientes com suspeita ou diagnóstico de infecção por COVID-19 e síndrome respiratória. O estudo segue os guidelines de manuseio e investigação do paciente suspeito e portador de infecção COVID-19 do Ministério da Saúde do Brasil. Projeto de Pesquisa aprovado pelo Comitê de ética em Pesquisa em Seres Humanos da Faculdade de Medicina da Universidade de Brasília (registro:XXXXX). Critérios de inclusão: Todos os pacientes consecutivos acima de 18 anos, de qualquer gênero e sexo, atendidos nos Hospitais incluídos no estudo com suspeita ou diagnóstico de infecção por coronavírus e apresentando síndrome respiratória com comprometimento pulmonar (Pneumonia). Serão acompanhados dois grupos, um COVID-19 PCR/Sorologia negativos (224 pacientes) e outro COVID-19 PCR e/ou sorologia positivos (224 pacientes). Critérios de exclusão: paciente do sexo feminino em período gestacional. Será obtido o consentimento pós-informado por cada paciente ou por seu representante legal. A coleta de dados será realizada nas primeiras 72 horas de internação, de maneira prospectiva, por meio da realização do exame clínico, identificação de comorbidades, obtenção de sinais vitais, exame laboratoriais e de imagem de acordo com o protocolo de atendimento ao paciente COVID-19, incluindo a realização de radiografias de tórax nas incidências em PA e Perfil (quando possível), estudos do tórax por tomografia computadorizada (incluindo Score de Cálcio quando possível) , exame PCR para COVID-19, e dosagem de Troponina, D-Dímero, BNP e Fibrinogênio). As radiografias de tórax dos pacientes serão submetidos à análise cega do COVID-19RxDetector (algoritmo baseado em Deep Learning) treinado para analisar Raio X de tórax (PA) com suspeita de Pneumonia por COVID-19. A definição de caso suspeito ou definido de Síndrome Respiratória com comprometimento pulmonar (“Pneumonia”) por COVID-19 foi estabelecido pela associação de sintomas gerais com dispneia e/ou presença de queda de saturação de oxigênio, e/ou cianose (na ausência de choque circulatório), e/ou achado de comprometimento pulmonar por exame de imagem. Em anexo encontra-se o instrumento de coleta de dados incluindo dados demográficos, dados clínicos (sintomas, sinais físicos), exames laboratoriais, Laudos (radiografias de tórax, e tomografia computadorizada de tórax), PCR para COVID-19 e resultados da avaliação do Exame Σ-RAI Rx Covid-19. Os pacientes serão monitorados durante o período de internação quanto ao tempo de Internação, Intubação orotraqueal, necessidade de ventilação mecânica, tempo de Ventilação mecânica, e óbito. Após a alta hospitalar os pacientes serão acompanhados mensalmente por período de um ano via contato telefônico ou consultas ambulatoriais para monitoração de reinternação e óbito.

Data de início: 2020-07-01
Prazo (meses): 24

Participantes:

Papel	Nome
Pesquisador	Marcos Rosa Júnior