AI对肺占位性病变的诊断价值及影像特征分析.pdf
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1、第5 9卷 第4期2 0 2 3年0 8月青 岛 大 学 学 报(医 学 版)J OUR NA LO FQ I N G D AOUN I V E R S I T Y(ME D I C A LS C I E N C E S)V o l.5 9,N o.4A u g u s t 2 0 2 3 收稿日期2 0 2 3-0 2-2 6;修订日期2 0 2 3-0 5-0 6 基金项目山东省自然科学基金资助项目(Z R 2 0 2 0 MH 2 3 4)第一作者纪敬斌(1 9 9 6-),男,硕士研究生。通信作者矫文捷(1 9 6 9-),男,博士,主任医师,硕士生导师。E-m a i l:j i a
2、 o w j q d u h o s p i t a l.c n。A I对肺占位性病变的诊断价值及影像特征分析纪敬斌,张宸瑜,彭垒,矫文捷(青岛大学附属医院胸外科,山东 青岛 2 6 6 0 0 3)摘要 目的 探讨深睿医疗人工智能医学影像辅助诊断系统(A I系统)对肺占位性病变两种不同扫描层间距下获得的胸部C T图像的诊断价值,及C T影像学特征和病变大小对A I系统诊断准确度的影响。方法 选择于我院胸外科行手术且术后有明确病理结果的肺占位性病变病人8 2 1例,按胸部C T扫描层间距不同分为厚层C T组(扫描层间距3mm)和薄层C T组(扫描层间距9 0%),接受者操作特征(R O C)曲
3、线下面积(AU C)0.9 0。有无胸膜牵拉在两种扫描层间距C T图像上均会影响A I系统的诊断准确度,而肺部病变的长径、短径、边缘是否清晰、有无分叶会影响A I系统对厚层C T图像的诊断准确度(2=4.7 4 71 2 3.6 9 1,P0.0 0 1)。A I系统对厚层C T图像不同大小肿瘤诊断准确度差异有显著性(Z=-4.2 3 7,P0.0 5)。结论 深睿医疗A I系统对两种不同扫描层间距C T图像上肺占位性病变均有较高的诊断价值,对扫描层间距3mm的薄层C T的诊断准确度更高,但人工阅片仍不可取代。关键词 人工智能;胸部;体层摄影术,X线计算机;肺结节;肺疾病 中图分类号 R 8
4、1 6.4 1 文献标志码 A 文章编号 2 0 9 6-5 5 3 2(2 0 2 3)0 4-0 5 6 4-0 4d o i:1 0.1 1 7 1 2/j m s.2 0 9 6-5 5 3 2.2 0 2 3.5 9.1 3 4 开放科学(资源服务)标识码(O S I D)网络出版 h t t p s:/l i n k.c n k i.n e t/u r l i d/3 7.1 5 1 7.R.2 0 2 3 0 9 2 6.1 4 0 7.0 0 1;2 0 2 3-0 9-2 7 0 9:4 8:5 4D I A G N O S T I CV A L U E A N DI MA
5、G E F E A T U R E A N A L Y S I S O F A II N L U N G S P A C E-O C C U P Y I N G L E S I O N S J IJ i n g b i n,ZHANGC h e n y u,P ENGL e i,J I A O W e n j i e(D e p a r t m e n t o fT h o r a c i cS u r g e r y,T h eA f f i l i a t e dH o s p i t a l o fQ i n g d a oU n i v e r s i t y,Q i n g d a
6、o2 6 6 0 0 3,C h i n a)A B S T R A C T O b j e c t i v e T oa n a l y z ea n de v a l u a t et h ed i a g n o s t i cv a l u eo fD e e p w i s eM e d i c a lA r t i f i c i a l I n t e l l i g e n c eM e d i c a lI m a g e-a s s i s t e dD i a g n o s i sS y s t e m(A I s y s t e m)f o r c h e s t c
7、 o m p u t e dt o m o g r a p h y(C T)i m a g e so b t a i n e du n d e r t w od i f f e r e n t s c a n n i n gl a y e rs p a c i n g s f o r l u n g s p a c e-o c c u p y i n g l e s i o n s,a n d t o e x p l o r e t h e i n f l u e n c e o fC Ti m a g i n g f e a t u r e s a n d l e s i o ns i z
8、e o n t h e d i a g n o s t i ca c c u r a c yo f t h eA I s y s t e m.M e t h o d s At o t a l o f 8 2 1p a t i e n t sw i t h l u n g s p a c e-o c c u p y i n g l e s i o n sw h ou n d e r w e n t s u r g e r y i n t h eD e-p a r t m e n to fT h o r a c i cS u r g e r yo f o u rh o s p i t a l a
9、n dh a dd e f i n i t ep o s t o p e r a t i v ep a t h o l o g i c a l r e s u l t sw e r e s e l e c t e da n dd i v i d e d i n t o t h i c kl a y e rC Tg r o u p(s c a n n i n g l a y e r s p a c i n g3mm)a n dt h i n l a y e rC Tg r o u p(s c a n n i n g l a y e r s p a c i n g9 0%).T h ea r e
10、au n d e rt h er e c e i v e ro p e r a t i n gc h a r a c t e r i s t i cc u r v ew a so v e r0.9 0.T h ep r e s e n c e o r a b s e n c e o f p l e u r a l t r a c t i o na f f e c t e d t h e d i a g n o s t i c a c c u r a c yo f t h eA I s y s t e mf o rC Ti m a g e s o b t a i n e da t t w od
11、i f f e r e n tl a y e r s p a c i n g s,w h i l e t h e l o n gd i a m e t e r,s h o r t d i a m e t e r,w h e t h e r t h e e d g e i s c l e a r,a n dw h e t h e r l u n g l e s i o n s a r e l o b e da f f e c t e d t h ed i a g n o s t i ca c c u r a c yo f t h eA I s y s t e mf o r t h i c k-l
12、 a y e rC Ti m a g e s(2=4.7 4 7-1 2 3.6 9 1,P0.0 0 1).F o r t h i c k-l a y e rC Ti m a g e s,t h ed i a g n o s t i c a c c u r a c yo f t h eA I s y s t e mw a s s i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n t a m o n g t u m o r so f d i f f e r e n t s i z e s(Z=-4.2 3 7,P0.0 5).C o n c l u-s i o n
13、D e e p w i s eM e d i c a lA IS y s t e mh a sah i g hd i a g n o s t i cv a l u e f o r l u n gs p a c e-o c c u p y i n g l e s i o n so nC Ti m a g e so b t a i n e da t t w od i f-f e r e n t s c a n n i n g l a y e r s p a c i n g sa n dah i g h e rd i a g n o s t i ca c c u r a c yf o r t h i
14、 n-l a y e rC Ti m a g e so b t a i n e da t as c a n n i n g l a y e r s p a c i n go f3mm,b u tm a n u a l f i l mr e a d i n g i ss t i l l i r r e p l a c e a b l e.K E Y WO R D S a r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e;t h o r a x;t o m o g r a p h y,X-r a yc o m p u t e d;p u l m o n a r y
15、n o d u l e s;l u n gd i s e a s e s 近年来,随着人工智能(A I)的快速发展,其在辅助医师对肺部病变(包含肺结节及包块等)的C T结果作出影像学诊断方面得到了广泛的认可和应用1-2。多项研究显示,A I在提高肺部病变诊断效 4期纪敬斌,等.A I对肺占位性病变的诊断价值及影像特征分析5 6 5率、降低肺部病变漏诊误诊率及改善肺部病变诊断性能等多个方面展示出了较为明显的应用前景3-7。2 0 2 2年首次发表的A I在肺结节诊治中的应用专家共识指出,A I在肺结节识别、良恶性鉴别诊断和病理分型预测等方面均有重要价值,对实现手术前肺癌及亚型精准诊断和提高手术成
16、功率具有重要意义8。然而,目前A I对部分亚实性结节等多类结节诊断的假阴性率较高,其准确度也低于人工,仍需要人工阅片以减少漏诊和提升准确度。本文使用目前广泛应用于临床的深睿医疗A I医学影像辅助诊断系统(A I系统),对肺占位性病变病人不同扫描层间距的胸部C T影像资料进行回顾性分析,旨在分析及评价A I系统在两种不同扫描层间距C T检查图像上对肺占位性病变的诊断价值,探讨C T影像学特征和病变大小对A I系统诊断准确度的影响。1 资料与方法1.1 研究对象回顾性分析2 0 2 1年6月2 0 2 2年3月就诊于我院胸外科的8 2 1例肺占位性病变病人临床资料。根据病人术前最后一次C T检查影
17、像片的扫描层间距分为厚层C T(3mm)和薄层C T(3 mm)。所有入组病人均有可供A I分析的厚层C T影像资料,8 0 8例病人有可供A I系统分析的薄层C T影像资料。病人纳入标准:进行手术治疗并于术中取得病理学标本,有对应病灶明确的病理诊断结果;术前1周内进行过胸部C T检查,若进行过多种或多次检查则以术前最后一次检查方式和检查结果为准;影像学资料提供了C T影像学特征,可导入A I系统进行诊断分析。本文研究获得青岛大学附属医院医学伦理委员会批准(I R B#QY F YWZ L L2 7 7 0 3)。1.2 研究方法1.2.1 仪器与方法 检查设备为S i e m e n sS
18、OMA-TOMD e f i n i t i o nF l a s hC T机,检查时病人取仰卧位且头先进,扫描范围自胸廓入口到肺底部。扫描参数:管电 压1 2 0k V,管 电 流2 0 03 0 0 mA,层 厚1mm。注射对比剂为碘海醇(3 5 0g/L)5 0m L,注射流量3.5m L/s。注射对比剂后,启用对比剂团注跟踪技术,采集注入对比剂后6 0s的图像。1.2.2 C T影像数据分析 由两位有1 0年以上工作经验的放射科医师对所有病人胸部C T资料进行分析,意见不同时再与一名有1 5年以上工作经验的放射科医师讨论后得出最终影像学诊断结果。病人肺部有多个病变或结节影时,对手术切除
19、的主要病变进行分析并记录多发结节影位置和大小。C T资料中部分影像学特征不明的样本,从对应影像学特征的分析中排除。主要观察的影像学指标如下。大小:测量病变的长径及短径;单发或多发:病变有无单侧肺部或双侧肺部的多发结节影;边界:病变的边缘是否清楚;胸膜牵拉:病变有无胸膜牵拉现象;其他:病变有无毛刺、分叶现象。1.2.3 A I系统诊断准确度的判定 将病人术前所进行的最后一次C T检查图像导入A I系统,以A I系统自动判断结节的危险度分为良性病变及恶性病变。以病人术中送检标本的病理诊断结果为金标准,与A I系统的诊断结果进行比较。判定标准为:若病理诊断结果为良性病变,A I系统在对应扫描层间距的
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