- Алгоритм искусственного интеллекта (ИИ) улучшил обнаружение аневризм, выявив 55 истинно положительных аневризм головного мозга, которые рентгенологи пропустили, что представляет собой относительное увеличение обнаружения на 39%.
- Сильные стороны ИИ и рентгенологов были разными: ИИ был более чувствительным (84,6% против 71,8%), тогда как рентгенологи более точно определяли аневризму (92,7% против 78,2%).
- ИИ был особенно полезен в условиях острого состояния, причем наибольшая польза наблюдалась среди стационарных пациентов и пациентов отделений неотложной помощи, тогда как польза была более скромной в амбулаторных условиях.
- Результаты показывают, что сочетание искусственного интеллекта с интерпретацией врачом может улучшить обнаружение аневризмы. Тем не менее, необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, улучшает ли более частое выявление результаты лечения пациентов.
Аневризма головного мозга — это ослабленный участок стенки кровеносного сосуда головного мозга, который может выпячиваться наружу. Неразорвавшиеся аневризмы головного мозга встречаются относительно часто, хотя многие из них не вызывают никаких симптомов и обнаруживаются случайно.
Однако разрыв аневризмы может вызвать кровотечение вокруг головного мозга, известное как субарахноидальное кровоизлияние, что требует неотложной медицинской помощи.
Радиологи часто могут обнаружить аневризмы головного мозга с помощью компьютерной томографии, особенно с помощью КТ-ангиографии (КТА), которая позволяет оценить расположение, размер, форму и взаимосвязь аневризмы с близлежащими кровеносными сосудами, помогая определить подходящее клиническое лечение.
Точное обнаружение аневризм головного мозга на компьютерной томографии имеет решающее значение, поскольку раннее выявление может помочь своевременно начать лечение и снизить риск потенциально опасных для жизни осложнений.
Теперь новое практическое исследование предполагает, что алгоритм искусственного интеллекта, одобренный Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA), может помочь обнаружить больше аневризм головного мозга при компьютерной томографии.
Результаты, опубликованные в Журнале Американского колледжа радиологии, предполагают, что ИИ может дополнять, а не заменять рентгенологов при интерпретации изображений мозга.
ИИ обнаружил аневризмы, пропущенные рентгенологами
В проспективном исследовании приняли участие 3856 исследований CTA, проведенных в системе Northwell Health. Исследователи оценили алгоритм искусственного интеллекта, разработанный Aidoc, под названием aiOS, который предназначен для обнаружения внутричерепных аневризм.
Важно отметить, что ИИ анализировал снимки параллельно с обычным клиническим лечением, но рентгенологи не имели доступа к его результатам при первоначальной интерпретации исследований.
Это позволило исследователям оценить, как технология работает в реальной клинической среде, оценить, сколько дополнительных аневризм она потенциально может идентифицировать, и определить дополнительную ценность объединения ИИ с интерпретацией врачом.
В целом рентгенологи и алгоритм искусственного интеллекта пришли к единому мнению более чем в 96% обследований.
«Работа ИИ в клинической практике требует проверки перед развертыванием, чтобы понять не только точность самого инструмента, но и проверить ожидаемую эксплуатационную полезность в клинической практике», — объяснил ведущий автор исследования Шломит Штайн, доктор медицинских наук, FACR, профессор радиологии в Медицинской школе Цукера в Хофстра / Нортвелл и директор по искусственному интеллекту в отделении радиологии в Northwell Health.
«В нашем исследовании мы обнаружили, что ИИ выявил 55 аневризм, не обнаруженных первоначальными рентгенологами, и что эксплуатационные показатели инструмента ИИ были в целом благоприятными. Инструменты ИИ могут улучшить обнаружение результатов рентгенологами. В нашем исследовании инструмент ИИ достиг относительного повышения уровня обнаружения на 39%, что позволяет предположить, что рентгенологи, использующие ИИ, превзойдут тех, кто этого не делает».
– Шломит Штайн, доктор медицинских наук, FACR
Алгоритм выявил небольшие аневризмы, пропущенные рентгенологами
ИИ был более чувствительным, чем одни только рентгенологи, обнаруживая 84,6% аневризм по сравнению с 71,8% у рентгенологов, то есть он обнаружил больше аневризм, которые действительно присутствовали.
Однако рентгенологи с большей вероятностью были правы, когда сообщали о наличии аневризмы. Их положительная прогностическая ценность составила 92,7% по сравнению с 78,2% для ИИ.
И радиологи, и искусственный интеллект обладали одинаковыми преимуществами в исключении аневризм, когда их не было, и во избежание ложных тревог.
Примечательно, что некоторые из дополнительных аневризм, выявленных AI, были одними из самых маленьких поражений. Таким образом, это может предоставить врачам возможность оценить риск для пациента и определить, целесообразно ли наблюдение или лечение, прежде чем произойдет угрожающее жизни кровотечение.
«Инструмент искусственного интеллекта продемонстрировал высокую чувствительность для обнаружения аневризмы, которая фактически превзошла чувствительность рентгенологов, что предполагает потенциально высокий уровень совместного обнаружения радиологов и искусственного интеллекта», — сказал Стейн. Медицинские новости сегодня.
«ИИ смог идентифицировать в основном небольшие аневризмы, пропущенные рентгенологами. Несмотря на их небольшой размер, они, тем не менее, могут быть клинически важными, поскольку риск зависит не только от размера аневризмы, но также от формы, местоположения и других факторов риска, связанных с пациентом», — отметила она.
ИИ и рентгенологи могут иметь взаимодополняющие силы
Исследователи подчеркнули, что полученные результаты не предполагают, что ИИ должен заменить рентгенологов. Вместо этого результаты показывают, что два подхода могут идентифицировать разные аневризмы.
ИИ обнаружил 55 аневризм, которые рентгенологи пропустили, а рентгенологи выявили 30, которые ИИ не обнаружил.
Из 101 результата, выявленного только ИИ, 46 в конечном итоге были признаны ложноположительными. Несмотря на это, исследователи обнаружили, что количество дополнительных случаев истинного обнаружения аневризмы повышает общую эффективность обнаружения и перевешивает ложноположительные результаты. Кроме того, рентгенологи выявили важные аневризмы, которые алгоритм пропустил.
Они предполагают, что это иллюстрирует взаимодополняющие преимущества объединения радиологов и ИИ.
Исследователи также обнаружили, что полезность ИИ различается в зависимости от того, где пациенты получают помощь.
Наибольшие результаты наблюдались при стационарных обследованиях. В этом случае ИИ выявил 18 дополнительных аневризм и выдал семь ложноположительных сигналов. Технология также положительно зарекомендовала себя в отделении неотложной помощи.
Однако его польза была более ограниченной при амбулаторном лечении, где ИИ выявил четыре дополнительных аневризмы, но дал больше ложноположительных, чем истинноположительных результатов.
Исследователи предполагают, что различия в популяциях пациентов и сложности обследования могут помочь объяснить эти результаты. В стационарах и отделениях неотложной помощи с более высокой степенью тяжести могут возникать более клинически сложные случаи, что дает больше возможностей для использования ИИ в качестве дополнительного инструмента обнаружения.
Может ли ИИ обеспечить дополнительную защиту в радиологии?
Исследование предоставляет доказательства того, что оценка медицинского ИИ в рутинных клинических условиях может выявить сильные и слабые стороны, которые не очевидны во время первоначального тестирования.
Алгоритм может хорошо работать в контролируемом проверочном исследовании, но вести себя по-разному при воздействии на различных пациентов, оборудования для визуализации, клинических показаний и рабочих процессов, встречающихся в повседневной медицинской практике. Таким образом, важно оценивать ИИ с точки зрения того, улучшает ли он работу врачей и уход за пациентами в реальных условиях.
Исследователи также подчеркнули важность продолжения мониторинга после внедрения систем искусственного интеллекта в клиническую практику.
Результаты показывают, что ИИ может служить дополнительным уровнем анализа, когда рентгенологи интерпретируют результаты КТА-исследований головного мозга.
Хотя технология не была идеальной, рентгенологи также пропускали аневризмы, выявленные ИИ. Вместо того, чтобы указывать на то, что один подход лучше, результаты указывают на потенциальную выгоду от объединения двух.
Для пациентов потенциальным преимуществом является то, что аневризма, которая в противном случае могла бы остаться незамеченной, может получить дальнейшее клиническое внимание.
«Аневризмы несут в себе риск разрыва и потенциально катастрофического кровоизлияния в мозг. Поэтому некоторые из этих обнаруженных аневризм потребуют наблюдения или профилактического вмешательства. Первым шагом является обнаружение аневризмы, чему, как мы показали, может помочь использование ИИ», — заключил Штейн.
Однако исследование не устанавливает, что обнаружение с помощью ИИ в конечном итоге приводит к улучшению результатов лечения пациентов. Дальнейшие исследования по-прежнему необходимы, чтобы определить, приводит ли увеличение выявления к значимому снижению частоты разрывов аневризмы или других осложнений.
На данный момент исследование дополняет доказательства того, что ИИ может быть наиболее полезен в радиологии, когда он работает вместе с врачами, помогая выявить результаты, которые в противном случае можно было бы упустить из виду, оставляя окончательную интерпретацию и принятие клинических решений врачам.