全國(guó)大約有9000萬(wàn)骨質(zhì)疏松患者，遺憾的是，這個(gè)“靜悄悄發(fā)生”的疾病沒(méi)有形成很好的診治環(huán)境，精準(zhǔn)診斷設(shè)備缺乏、醫(yī)務(wù)人員乃至患者個(gè)人都沒(méi)有引起足夠重視，這被視作“行業(yè)痛點(diǎn)”。近日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第六人民醫(yī)院骨質(zhì)疏松和骨病?？?、上海市骨疾病臨床研究中心章振林教授帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道了智能輔助診斷系統(tǒng)對(duì)骨質(zhì)疏松性椎體骨折及其分度診斷的結(jié)果，有望破題。

研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了利用深度學(xué)習(xí)算法在胸腰椎X線平片上進(jìn)行椎體骨折診斷的智能輔助診斷系統(tǒng)（AI_OVF_SH），是國(guó)際首次報(bào)道能利用X線平片進(jìn)行椎體精準(zhǔn)定位、骨折及其分度智能診斷的輔助工具，研究成果有望推動(dòng)人工智能技術(shù)在椎體骨折診斷領(lǐng)域中的應(yīng)用。該研究成果發(fā)布在美國(guó)骨與礦物質(zhì)研究學(xué)會(huì)會(huì)刊《Journal of Bone and Mineral Research》(影響因子6.2)。

(資料圖)

漏診率高、誤診率高、就診率低

骨質(zhì)疏松癥是一種以骨量低下、骨組織微結(jié)構(gòu)破壞、導(dǎo)致骨脆性增加、易發(fā)生骨折為特征的全身性疾病，是常見(jiàn)的骨疾病。骨質(zhì)疏松性椎體骨折是骨質(zhì)疏松癥的嚴(yán)重后果，是老年人致殘和致死的主要原因之一，具有高患病率、高危害性及低就診率的特點(diǎn)，嚴(yán)重影響老年人的預(yù)期壽命和生活質(zhì)量。

早期診斷椎體骨折，并盡早啟動(dòng)抗骨質(zhì)疏松藥物干預(yù)，可以顯著改善骨骼質(zhì)量，并降低再次骨折的風(fēng)險(xiǎn)。X線平片檢查是診斷骨質(zhì)疏松性椎體骨折的首選影像學(xué)檢查方法，具有快速、可及性強(qiáng)、輻射劑量低和成本低等優(yōu)勢(shì)。在臨床實(shí)踐中，常使用Genant目視半定量法進(jìn)行椎體骨折及其分度的評(píng)估。

“然而，由于該方法具有較強(qiáng)的主觀性，導(dǎo)致在椎體骨折診斷方面存在較高的漏診率和誤診率?！闭抡窳纸淌诟嬖V記者，根據(jù)既往研究報(bào)道，60歲以上老年人進(jìn)行X線平片檢查時(shí)，椎體骨折的漏診率高達(dá)45%，誤診率高達(dá)40%。也由于大量人群沒(méi)有及時(shí)檢出，更談不上及時(shí)推進(jìn)抗骨質(zhì)疏松，導(dǎo)致其治療率很低，10%不到。

隨著人工智能、數(shù)字醫(yī)療和大數(shù)據(jù)的發(fā)展，深度學(xué)習(xí)算法比傳統(tǒng)方法在圖像識(shí)別上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，已展現(xiàn)了巨大的潛力。針對(duì)上述問(wèn)題，六院章振林教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合上海脊影慧智能科技有限公司攜手，目標(biāo)建立一個(gè)椎體骨折的智能輔助診斷系統(tǒng)，借助深度學(xué)習(xí)算法，提高椎體骨折及其分度診斷的準(zhǔn)確性和效率。

引入深度學(xué)習(xí)推進(jìn)智能診斷

該研究利用課題組前期椎體骨折流行病學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)，將11397張X線平片隨機(jī)分為建模集和內(nèi)部驗(yàn)證集。此外，從在上海市第六人民醫(yī)院接受X線平片檢查的1276例受試者中，選取其影像學(xué)數(shù)據(jù)作為外部驗(yàn)證集。所有X線平片均導(dǎo)入至在線標(biāo)注平臺(tái)，并進(jìn)行統(tǒng)一人工標(biāo)注。

影像科專家根據(jù)Genant半定量評(píng)估法對(duì)椎體骨折及其分度進(jìn)行了判定，評(píng)估結(jié)果為椎體骨折診斷的金標(biāo)準(zhǔn)?！拔覀冮_(kāi)發(fā)了一種基于深度學(xué)習(xí)的椎體骨折智能輔助診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能自動(dòng)定位和分割椎體，計(jì)算每個(gè)椎體的面積損失比（理論面積/實(shí)際面積），并結(jié)合金標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果和網(wǎng)格搜索優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)椎體骨折的檢測(cè)及其分度的準(zhǔn)確評(píng)估?！毖芯咳藛T介紹。

當(dāng)前數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)對(duì)骨折診斷的準(zhǔn)確性和特異度均高于90%，且靈敏度均超過(guò)80%。此外，該系統(tǒng)在骨折分度的診斷上也表現(xiàn)出較高準(zhǔn)確性，對(duì)于中度椎體骨折的診斷，其靈敏度高于85%，特異度高于99%；對(duì)重度椎體骨折的診斷，靈敏度高于90%，特異度高達(dá)99%。

已在十多家社區(qū)醫(yī)院和三甲醫(yī)院安裝

“綜合來(lái)看，這一智能輔助診斷系統(tǒng)能優(yōu)化臨床診療流程，賦能基層及低年資醫(yī)生，提高臨床診療的效率和準(zhǔn)確性，為各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)提供了更精準(zhǔn)的診療工具?！闭抡窳纸淌谕嘎?，目前，這一智能輔助診斷系統(tǒng)已在十多家社區(qū)醫(yī)院和三甲醫(yī)院安裝，在臨床診療環(huán)境中進(jìn)行驗(yàn)證和應(yīng)用。

同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)將不斷優(yōu)化系統(tǒng)，正在進(jìn)行Ⅱ類創(chuàng)新型醫(yī)療器械產(chǎn)品的注冊(cè)臨床評(píng)價(jià)，旨在實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用該智能輔助診斷系統(tǒng)，促使骨質(zhì)疏松性椎體骨折智能、高效和精準(zhǔn)的診斷。

章振林教授為該論文通訊作者，臨床研究中心沈力、骨質(zhì)疏松與骨病專科高超、放射科胡順東，以及上海脊影慧智能科技有限公司康單和張兆剛為該論文共同第一作者。該項(xiàng)研究獲得國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、上海市內(nèi)分泌代謝疾病研究中心、上海申康醫(yī)院發(fā)展中心第二輪三年行動(dòng)計(jì)劃等多項(xiàng)基金資助。

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