2021-11-03 11:11

新型人工神经网络能准确检测骶髂炎

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美国风湿病学会(American College of Rheumatology)在本周的ACR会聚年会上发表的一项新研究发现,一种创新的新型人工神经网络可以检测可疑轴性脊柱性关节炎(一种在年轻人中更常见的进行性疾病)患者的放射学骶髂炎。

脊椎关节炎是关节炎的一种亚型,可累及脊柱,有时累及胳膊和腿的关节,以及皮肤、肠道或眼睛。许多轴性脊柱炎患者进展到一定程度的脊柱融合,特别是强直性脊柱炎患者。

为了避免轴位SpA的错误诊断,骶髂关节的结构改变(所谓的x线影像上的骶髂炎)必须通过具有高度特异性的x线确认。一些患者的x线片尚未显示关节病变进展到足以进行轴位SpA的程度,尽管他们可能在数年后出现这些变化。如果x线检查为阴性,但仍怀疑轴位SpA,下一步通常是骶髂关节的磁共振成像(MRI)。

本研究测试了一种新开发的深度卷积神经网络(CNN),该网络在轴位SpA患者的x线照片中可以以专家的准确性检测骶髂炎。这项新研究的目的是评估CNN在典型诊断环境中检测这种情况的准确性。

“在轴向SpA中,我们仍然面临数年的诊断延迟。但对没有炎症疾病的中轴性SpA的错误诊断是一种严重的情况,这可能与使用错误的治疗方法导致不必要的风险和成本有关,”柏林夏里特医科大学风湿病学主任、该研究的主要作者Denis Poddubnyy医学博士说。“这就是为什么缩短诊断延迟应该与做出准确诊断的行动齐头并进。后者包括对风湿病学家、放射学家和其他治疗背痛患者的专家的教育活动,以及开发支持性诊断工具。”

研究人员评估了361例慢性背痛和疑似轴向SpA患者的骶髂x线片,这些患者在风湿病专家那里进行了诊断检查。用修改后的纽约标准对x线片进行评估。根据患者在x线片上显示的明确的骶髂炎,风湿病专家和放射科医生一致诊断为轴向SpA或非轴向SpA。医生的共识判断作为与CNN评价比较的参考。在361例患者中,CNN评估了110例轴向SpA患者的盆腔图像,包括61例x线片轴向SpA患者,49例非x线片轴向SpA患者,以及230例无轴向SpA患者。这些评价与医生传统的x线片评价进行了比较。

CNN对轴位SpA的诊断灵敏度为79%,对骶髂炎的诊断特异性为94%。CNN与参考文献对轴位SpA的分类的绝对一致性为85%。这些结果表明,CNN是一种可靠、准确的诊断工具,用于检测慢性背痛患者的x线轴向SpA,具有很高的特异性和可接受的敏感性。

“骶髂关节的x光片很难解释。因此,神经网络可以被视为一种辅助工具,在诊断或分类方法的背景下,通过x射线对骶髂关节进行标准化评估,”Poddubnyy博士说。“如果怀疑轴向SpA,总的趋势是更广泛地使用MRI作为第一成像工具,但MRI的解释可能具有挑战性。我们正在开发一种人工神经网络,能够识别骶髂关节MRI上的主动炎症和结构变化。”