Prospektive Risikostratifizierung von COVID-19-Patienten auf der Basis eines KI-basierten CT-Algorithmus

Ziel Individuelle Risikoevaluierung von COVID-19-Patienten anhand einer bei stationärer Aufnahme initial angefertigten CT-Untersuchung des Thorax zur Prognose einer notwendigen intensivmedizinischen Versorgung im weiteren klinischen Verlauf. Material und Methoden Das CT-Thorax von 34 symptomatischen SARS-CoV-2-positiven Patienten (58,2 ± 11,8 Jahre) wurde mittels Künstlicher-Intelligenz-Algorithmus (KI-Algorithmus) [CT Pneumonia Analysis, Siemens Healthineers] analysiert. Neben der vollautomatischen Quantifizierung des pneumonischen Lungenbefalls (Opacity) wurden die Vitalparameter SpO2 und Atemfrequenz erfasst und deren Einfluss auf eine potenzielle intensivmedizinische Behandlung analysiert. Die anschließend erfolgte intensivmedizinische bzw. normalstationäre Versorgung sowie eine Lungenverdichtung < 10 % (Opacitylow) bzw. ≥ 10 % (Opacityhigh) wurden als Subkollektive definiert. Ergebnisse Patienten, welche drei Tage nach der CT intensivstationär versorgt werden mussten, wiesen eine höhere initiale Infiltration von im Mdn = 34,57 % (IQR = 59,76 %) im Vergleich zu normalstationär versorgten Patienten mit im Mdn = 5,53 % (IQR = 4,79%) (z = 3,599, p < 0,001, r = 0,617) auf. Für den 7. und 14. Tag post-CT ergaben sich vergleichbare Ergebnisse mit 28,45 % gegenüber 5,62 % initialer Infiltration (z = -3,289 p = 0,001, r = 0,564). Bei Opacityhigh- (7/13) war die Notwendigkeit einer intensivmedizinischen Behandlung häufiger als bei Opacitylow-Patienten (0/21) (p < 0,001). Die Kombination aus klinischen und computertomographischen Parametern mit Schwellenwerten von SpO2 ≤ 95 %, Atemfrequenz ≥ 20 Atemzüge/min und erhöhter Lungeninfiltration (≥ 10 %) ergab ein kombiniertes relatives Risiko für eine intensivmedizinische Versorgung von 9,75 95 % CI [2,43, 39,16] 7 und 14 Tage nach der initialen CT-Untersuchung. Schlussfolgerung Die KI-Algorithmus-basierte Auswertung des CT-Thorax ermöglicht eine automatisierte und untersucherunabhängige Quantifizierung der pulmonalen Infiltration bei COVID-19-Patienten. Mit der CT-Quantifizierung allein und in Kombination mit den klinischen Vitalparametern SpO2 und Atemfrequenz wird eine frühzeitige und individuelle prognostische Risikostratifizierung erreicht, welche für eine frühzeitige Therapieeskalation oder als Grundlage für die Planung intensivmedizinischer Kapazitäten im Rahmen der COVID-19-Pandemie herangezogen werden kann