FADCIL

FADCIL – IA para detecção da COVID-19

FADCIL (Fully Automatic Detection of Covid-19 cases in medical Images of the Lung) é um sistema baseado em Inteligência Artificial (IA) que, de maneira totalmente automatizada, oferece suporte na tomada de decisões aos médicos/radiologistas no diagnóstico de COVID-19. FADCIL é capaz de processar imagens médicas do pulmão, sejam radiografias ou tomografias computadorizadas e, a partir delas, obtém um diagnóstico acurado e confiável em questão de segundos.

FADCIL utiliza uma arquitetura complexa, formada por redes neurais profundas e outros algoritmos de inteligência artificial. Com isso, FADCIL é capaz de determinar a probabilidade da presença (ou não) da COVID-19 nos pulmões de um paciente, distinguindo com alta precisão, casos que se tratam exclusivamente de COVID-19 daqueles que pertencem a outras doenças pulmonares. Ademais, FADCIL detecta as regiões do pulmão que apresentem lesões causadas pela doença, quantificando o grau dessa lesão em relação ao total do parênquima pulmonar.

Como funciona?

A imagem a ser analisada, seja radiografia ou tomografia computadorizada, passa por uma série de filtros e técnicas de pré-processamento específicos do FADCIL. Desse pré-processamento são obtidas um conjunto de features específicas que servem como entrada à uma série de redes neurais profundas previamente treinadas. As redes neurais profundas do FADCIL geram diversos pré-diagnósticos, cada um deles determinando a presença ou ausência de COVID-19 e das lesões que a doença possa ter causado no paciente. Então, todos os pré-diagnósticos são novamente analisados por outros algoritmos de aprendizado de máquinas para, por fim, obter o diagnóstico que será entregue ao médico/radiologista.

O que faz de FADCIL diferente?

FADCIL é um dos poucos serviços confiáveis, disponíveis no mercado, para detecção automática de COVID-19 em imagens médicas. A Inteligência Artificial por trás de FADCIL tem sido treinada com um banco de dados de imagens de pacientes saudáveis e doentes pela COVID-19 (em diferentes estágios) e outras doenças respiratórias. A equipe de pesquisadores e desenvolvedores do FADCIL tem tido sempre o acompanhamento de médicos especialistas que acompanham e ajudam a realizar constantes ajustes no desempenho do FADCIL.

Dessa maneira, além da precisão nos seus resultados, FADCIL oferece confiabilidade. Isso faz que FADCIL seja a melhor opção para qualquer equipe médica que precise de uma ferramenta inteligente para o suporte na tomada de decisões ao diagnosticar COVID-19. A seguir, algumas características do FADCIL são apresentadas.

Imagens do pulmão tomadas de qualquer plano

A maioria dos serviços existentes no mercado analisam, apenas, imagens médicas do pulmão tomadas desde um único plano (axial). FADCIL é capaz de analisar imagens do pulmão vindas de radiografias ou tomografias computadorizadas tiradas desde qualquer dos três planos padrão de corte do corpo humano: axial, sagital e coronal. Ainda mais, o desempenho de FADCIL aumenta quando, para um mesmo paciente, dispõe-se de imagens médicas nos três planos.

É importante destacar que, apesar de trabalhar tanto como radiografias quanto como tomografias computadorizadas, alguns serviços do FADCIL são exclusivos para análises realizadas sobre tomografias computadorizadas.

Baseado em Inteligência Artificial

FADCIL implementa uma variedade dos mais sofisticados algoritmos de Inteligência Artificial (IA), incluindo algoritmos de aprendizado de máquinas (machine learning) e aprendizado profundo (deep learning). Esses algoritmos trabalham em conjunto e harmoniosamente em uma arquitetura única, desenhada especialmente para diagnosticar, com alta precisão, casos de COVID-19. Assim

Como todo produto desenvolvido pela Visibilia, FADCIL tem sido totalmente implementado do zero (from scratch). Isto é, todos os recursos e serviços que fazem parte do FADCIL são próprios e não dependem de serviços externos. Assim, FADCIL garante sua fácil integração com PACS (Picture Archiving and Communication System), DICOM servers, ou qualquer outra tecnologia de imagiologia médica

Variações Anatómicas

A variação anatômica de um órgão, se refere a uma estrutura anatômica não-patológica que é diferente do que é observado na maioria das pessoas. Alguns dos fatores mais comuns que geram essas variações são: idade, sexo, biótipo, etc. Outras variações anatómicas podem ocorrer devido a mudanças no órgão causadas por lesões antigas após a recuperação de alguma doença, pela presença de uma prótese, entre outros. Essas variações são muito frequentes no pulmão e FADCIL considera elas para garantir um diagnóstico mais apropriado e ajustado ao paciente.

O desempenho de FADCIL não se vê afetado pela presença das variações anatómicas do pulmão. Pelo contrário, FADCIL tem mostrado um alto desempenho na identificação de COVID-19 em pacientes apresentando lesões causadas por doenças pulmonares prévias.

Alta Precisão e Confiabilidade

FADCIL é uma ferramenta inteligente que possui uma alta capacidade para diagnóstico de COVID-19, inclusive em casos difíceis como são os pacientes iniciais e na distinção de outras doenças com características similares. Assim, para imagens de radiografia (raios-x), FADCIL tem uma PR-AUC de 87~95%, enquanto para imagens de tomografias computadorizadas, FADCIL alcança uma PR-AUC de 89~95%. .

A PR-AUC (precision-recall area under the curve) é a medida de avaliação padrão para análise de desempenho de algoritmos de aprendizado. Quanto maior o valor da PR-AUC, melhor. No caso do FADCIL, os altos valores de PR-AUC refletem sua alta capacidade em identificar adequadamente tanto falsos positivos (pacientes que aparentam ter COVID-19, mas que na verdade têm outra doença), quanto falsos negativos (pacientes que aparentam não ter COVID-19, mas que de fato têm a doença). Assim, podemos dizer que FADCIL não apenas entrega diagnósticos precisos, mas também confiáveis.

Identificação exata das regiões do pulmão comprometidas com lesões da COVID-19

Uma grande necessidade para os médicos e radiologistas é identificar, com a maior precisão possível, as regiões do pulmão que apresentem lesões causadas pela COVID-19. Essa necessidade se faz urgente ainda quando muitas dessas lesões não são facilmente observáveis a simples vista, mesmo que por médicos especialistas. Também, pode acontecer de que as lesões possam ser causadas por outra doença prévia ou similar. FADCIL distingue as lesões causadas especificamente pela COVID-19 e as destaca com curvas que se ajustam aos contornos da lesão. Nesse quesito, FADCIL alcança um DICE de 0,83 a 0,89.

O DICE é também uma medida de avaliação padrão, e é usada para comparar quão bem ajustadas são as curvas geradas pelo FADCIL em função às curvas previamente traçadas por um médico especialista na mesma imagem. Assim, podemos dizer que FADCIL identifica as áreas com lesões por COVID-19 tão bem quanto um médico especialista.

Baixa taxa de recusas e alta velocidade de processamento

Devido ao alto estresse comum em ambientes clínicos, muitas vezes as imagens médicas ficam comprometidas por terem sido tiradas com desenquadre ou desfocadas. Produtos posicionados no mercado terminam recusando o processamento dessas imagens, causando desconforto e maior estresse pros médicos, radiologistas e pacientes. Nesse sentido, FADCIL consegue processar imagens com desenquadre ou desfocadas sem comprometer a qualidade do seu desempenho. Testes realizados mostram que a taxa de recusa de FADCIL é menor a 10%.

Porém, o excelente desempenho de FADCIL não implica em demora ao diagnóstico. FADCIL precisa de 2~4 segundos para processar imagens de radiografias, e de 10~20 segundos para imagens de tomografias computadorizadas, as quais são muito mais pesadas. Porém, desde que uma imagem é enviada ao FADCIL até que o diagnóstico chegue às mãos do médico, diversos mecanismos e protocolos de segurança são tomados para o devido cuidado das imagens e da privacidade dos pacientes. Com isso, o tempo total de resposta do FADCIL chega a ser de 3~4 minutos.

Premiado

FADCIL é uma solução IA que já tem demonstrado sua efetividade em ambientes reais, resultando vencedora do desafio “Como o uso de algoritmos de Inteligência Artificial pode auxiliar médicos radiologistas no diagnóstico do COVID-19 através de imagem de tomografia computadorizada e raios-X de tórax?”, organizado pelo IdeiaGov em função da chamada pública nº 03/2020 em edital lançado pelo Governo do Estado de São Paulo. Após várias semanas de trabalho árduo, FADCIL resultou sendo reconhecida como uma das melhores soluções para detecção de COVID-19 em tomografias computadorizadas. Maiores detalhes podem ser vistos AQUI.

FADCIL em funcionamento

Temos preparado algumas demonstrações do funcionamento do FADCIL ao analisar imagens médicas de tomografias computadorizadas.

Contato

FADCIL é um produto comercializado e distribuído pela Visibilia Ltda.
Para maiores informações, contate-nos.

FADCIL na mídia

Devido ao seu desempenho e, sobretudo, ao impacto positivo que está tendo na luta conta a COVID-19, o FADCIL tem sido matéria de diversas reportagens na imprensa (escrita e por TV) e em diversos outros veículos da mídia social.

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