全國大約有9000萬骨質(zhì)疏松患者，遺憾的是，這個“靜悄悄發(fā)生”的疾病沒有形成很好的診治環(huán)境，精準診斷設備缺乏、醫(yī)務人員乃至患者個人都沒有引起足夠重視，這被視作“行業(yè)痛點”。近日，上海交通大學醫(yī)學院附屬第六人民醫(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的科研團隊首次報道了智能輔助診斷系統(tǒng)對骨質(zhì)疏松性椎體骨折及其分度診斷的結(jié)果，有望破題。

研究團隊開發(fā)了利用深度學習算法在胸腰椎X線平片上進行椎體骨折診斷的智能輔助診斷系統(tǒng)（AI_OVF_SH），是國際首次報道能利用X線平片進行椎體精準定位、骨折及其分度智能診斷的輔助工具，研究成果有望推動人工智能技術在椎體骨折診斷領域中的應用。該研究成果發(fā)布在美國骨與礦物質(zhì)研究學會會刊《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、導致骨脆性增加、易發(fā)生骨折為特征的全身性疾病，是常見的骨疾病。骨質(zhì)疏松性椎體骨折是骨質(zhì)疏松癥的嚴重后果，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，嚴重影響老年人的預期壽命和生活質(zhì)量。

早期診斷椎體骨折，并盡早啟動抗骨質(zhì)疏松藥物干預，可以顯著改善骨骼質(zhì)量，并降低再次骨折的風險。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檢查方法，具有快速、可及性強、輻射劑量低和成本低等優(yōu)勢。在臨床實踐中，常使用Genant目視半定量法進行椎體骨折及其分度的評估。

“然而，由于該方法具有較強的主觀性，導致在椎體骨折診斷方面存在較高的漏診率和誤診率。”章振林教授告訴記者，根據(jù)既往研究報道，60歲以上老年人進行X線平片檢查時，椎體骨折的漏診率高達45%，誤診率高達40%。也由于大量人群沒有及時檢出，更談不上及時推進抗骨質(zhì)疏松，導致其治療率很低，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，深度學習算法比傳統(tǒng)方法在圖像識別上具有明顯的優(yōu)勢，已展現(xiàn)了巨大的潛力。針對上述問題，六院章振林教授團隊聯(lián)合上海脊影慧智能科技有限公司攜手，目標建立一個椎體骨折的智能輔助診斷系統(tǒng)，借助深度學習算法，提高椎體骨折及其分度診斷的準確性和效率。

引入深度學習推進智能診斷

該研究利用課題組前期椎體骨折流行病學調(diào)查數(shù)據(jù)庫，將11397張X線平片隨機分為建模集和內(nèi)部驗證集。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，選取其影像學數(shù)據(jù)作為外部驗證集。所有X線平片均導入至在線標注平臺，并進行統(tǒng)一人工標注。

影像科專家根據(jù)Genant半定量評估法對椎體骨折及其分度進行了判定，評估結(jié)果為椎體骨折診斷的金標準。“我們開發(fā)了一種基于深度學習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)絡能自動定位和分割椎體，計算每個椎體的面積損失比（理論面積/實際面積），并結(jié)合金標準結(jié)果和網(wǎng)格搜索優(yōu)化算法，實現(xiàn)對椎體骨折的檢測及其分度的準確評估?！毖芯咳藛T介紹。

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

已在十多家社區(qū)醫(yī)院和三甲醫(yī)院安裝

“綜合來看，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確性，為各級醫(yī)療機構(gòu)提供了更精準的診療工具?！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)境中進行驗證和應用。

同時，研究團隊將不斷優(yōu)化系統(tǒng)，正在進行Ⅱ類創(chuàng)新型醫(yī)療器械產(chǎn)品的注冊臨床評價，旨在實現(xiàn)臨床應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?？聘叱⒎派淇坪槚|，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。該項研究獲得國家重點研發(fā)計劃、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計劃等多項基金資助。

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