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胸心外科

人工智能工具在评估CT不确性肺结节中的价值

作者:佚名 来源:MedSci梅斯 日期:2022-10-15
导读

不确定的肺结节(IPNs)定义为直径为3厘米或更小的圆形不透明结节,周围是通气的肺实质,由于缺乏明显的良性特征,因此给临床医生带来了诊断上的挑战。作为常规临床护理的一部分,IPNs通常在胸部CT扫描中通常为偶然发现,而且越来越多的IPNs在肺癌筛查中被发现。 由于大多数IPNs是良性的,因此临床医生必须准确评估恶性风险,对恶性病变进行准确早期的诊断及治疗,同时避免对良性结节患者进行不必要的检查

关键字: 肺结节

不确定的肺结节(IPNs)定义为直径为3厘米或更小的圆形不透明结节,周围是通气的肺实质,由于缺乏明显的良性特征,因此给临床医生带来了诊断上的挑战。作为常规临床护理的一部分,IPNs通常在胸部CT扫描中通常为偶然发现,而且越来越多的IPNs在肺癌筛查中被发现。

由于大多数IPNs是良性的,因此临床医生必须准确评估恶性风险,对恶性病变进行准确早期的诊断及治疗,同时避免对良性结节患者进行不必要的检查和手术。然而,先前的研究表明,在对IPNs进行风险分层时,放射科医生的意见差异较大,胸部临床医生对实践指南的遵守也不一致。

最近,临床上开发出了使用原始CT数据的放射组学工具,以帮助临床医生进行IPNs的恶性或良性分类。肺癌预测卷积神经网络(LCP-CNN)是一个基于人工智能的计算机辅助诊断(CAD)模型,是利用国家肺部筛查试验的数据得出并进行内部验证,在两个偶然发现IPNs的患者队列中得到了外部验证。在这些队列中,LCP-CNN模型提供的恶性肿瘤风险估计值比Brock和Mayo的风险预测模型都有更大的区分度。然而,要使LCP-CNN等CAD工具具有实际的临床效用,它们必须为临床医生判析IPN的胸部CT成像结果提供额外的诊断效益。

近日,发表在Radiology杂志的一项研究评估了LCP-CNN CAD工具对放射科医生和胸部临床医生在胸部CT扫描中对IPNs进行风险分层的效果,并评估了LCP-CNN CAD对临床医生对偶然发现或肺癌筛查发现的IPN的风险分层和管理的影响。

本项研究在2020年6月和7月期间对存在IPNs的胸部CT研究进行了回顾性多读者多病例研究。阅片员只使用CT成像数据,为每个没有和有CAD的病例提供恶性肿瘤风险估计和管理建议。使用Obuchowski-Rockette和Dorfman-Berbaum-Metz方法评估了CAD对读者平均诊断表现的影响,以计AUC、敏感性和特异性的估计值。多方Fleiss κ统计用于衡量观察者之间对恶性肿瘤风险和管理建议的一致性。

12位阅读者(6位放射科医生,6位肺科医生)共审查了300张最大直径为5-30毫米(50.0%为恶性)的IPN的胸部CT扫描(患者中位年龄,65岁;IQR,59-71岁;164[55%]男性)。读者的平均AUC从0.82提高到0.89(P < .001)。在恶性肿瘤风险阈值为5%和65%时,使用CAD的平均敏感性分别从94.1%提高到97.9%(P = .01)以及从52.6%提高到63.1%(P < .001)。读者平均特异性分别从37.4%提高到42.3%(P = .03)和从87.3%提高到89.9%(P = .05)。对于小于5%(Fleiss κ,0.50 vs 0.71;P < .001)和大于65%(Fleiss κ,0.54 vs 0.71;P < .001)的恶性肿瘤风险类别,读者的观察者间一致性随着CAD的发展而提高。读者对管理建议类别(不采取行动、CT监测、诊断程序)的总体观察者间一致性也随着CAD的发展而提高(Fleiss κ,0.44 vs 0.52;P = .001)。

图研究中具有带表现的示例。A 恶性结节,肺癌预测评分为10;B 良性结节,肺癌预测评分为2

本研究发现,基于人工智能的计算机辅助诊断(CAD)工具改善了放射科医生和胸部临床医生在评估胸部CT扫描不确定肺结节(IPNs)的恶性风险时的表现,并改善了极低风险和高风险IPN类别的一致性,为使CAD工具更接近于临床实施IPN风险分层提供了重要支持。

原文出处:

Roger Y Kim,Jason L Oke,Lyndsey C Pickup,et al.Artificial Intelligence Tool for Assessment of Indeterminate Pulmonary Nodules Detected with CT.DOI:10.1148/radiol.212182

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