多厂商人工智能软件在儿童骨折自动检测中的性能比较研究

《Pediatric Radiology》：Multivendor comparison study of artificial intelligence software for automated fracture detection in paediatric patients

本刊推荐：为解决儿科骨折AI检测工具缺乏外部验证与比较的问题，研究人员开展了三项商用AI软件（BoneView、Milvue Suite、RBfracture）在儿童创伤性X线片（小腿、前臂、肘部）中的诊断性能对比研究。结果显示AI对小腿和前臂骨折检测性能优异（灵敏度88.4-94.7%，特异度93.6-99.2%），但肘部骨折（灵敏度72.8-91.6%）及肘关节积液（后脂肪垫征检出率40.6-82.3%）和脱位（54.2-93.8%）检测存在明显局限。该研究为AI工具在儿科急诊的安全应用提供了关键循证依据。

　　

儿童骨折是急诊科最常见的就诊原因之一，但由于儿童骨骼处于动态发育阶段，存在与年龄相关的骨折类型和损伤模式，使得X线片诊断比成人更具挑战性。特别是肘部骨折，常常隐匿不明显，只能通过关节积液等间接征象推断。尽管近年来人工智能（AI）辅助骨折检测工具层出不穷，但大多数工具主要在成人患者中训练和验证，针对儿科骨折的应用证据有限。现有研究在年龄组、解剖区域和样本量方面差异较大，且缺乏对不同商用AI软件诊断准确性、间接骨折征象和关节脱位检测能力的比较研究，导致临床医生在选择合适AI工具时缺乏可靠指导。

为此，苏黎世大学儿童医院的研究团队在《Pediatric Radiology》上发表了一项重要研究，系统性评估并比较了三种（共四种）商用AI软件在儿童常见骨折部位（小腿、前臂和肘部）的检测性能，包括对不同骨折类型、肘部间接骨折征象和关节脱位的识别能力。

研究团队回顾性纳入了2014年1月至2024年1月期间就诊于急诊科的2-17岁急性创伤患儿的X线片，最终共纳入3,013名患者的3,414张X线片（小腿1,074张，前臂1,142张，肘部1,198张）。所有图像均经过两位儿科放射科医生独立阅片，分歧处由第三位资深医生仲裁，形成最终参考标准。参与评估的三种AI软件包括BoneView（BV）、Milvue Suite（MS）和RBfracture（RBf），均使用最新试用版本进行分析。

研究采用敏感性、特异性、阳性预测值（PPV）和阴性预测值（NPV）等指标评估AI性能，并分别计算了将“怀疑”病例判为阳性或阴性时的结果。统计比较使用卡方检验或Fisher精确检验，显著性阈值设定为P<0.05。

小腿X线片分析

所有AI工具对小腿骨折均表现出高性能，敏感性为88.4-94.7%，特异性为93.6-99.2%。当“怀疑”病例判为阴性时，敏感性下降最为明显的是RBf（下降8个百分点）。AI对胫骨斜行骨折、近端胫骨 buckle 骨折等常见类型检测率超过90%，但对 toddler's 骨折、胫骨近端和远端Salter-Harris II型及IV型骨折检测率较低。

前臂X线片分析

所有AI工具对前臂骨折的敏感性≥92%，特异性≥91%。MS和RBf的特异性显著高于BV。桡骨和尺骨远端干骺端 buckle 骨折占所有骨折的约40%，大多数类型检测率超过95%，但尺骨远端 buckle 骨折、尺骨茎突撕脱骨折等类型检测存在困难。桡骨和尺骨弯曲骨折未被所有AI工具一致检测。

肘部X线片分析

肘部骨折检测性能低于小腿和前臂，敏感性为72.8-91.6%，特异性为80.3-98.7%。完全性肱骨髁上骨折（占所有骨折的45%）检测率>98%，但肱骨内侧上髁撕脱骨折、尺骨鹰嘴完全骨折等类型检测性能有限。肘关节脱位检测普遍较差，仅RBf敏感性超过93%（93.8%），但PPV较低（53.6%）。肘关节积液检测性能中等，后脂肪垫征检测敏感性差异显著（BV 40.6%，MS 82.3%）。

研究结论与讨论

本研究全面评估了三种商用AI工具在儿科骨折检测中的诊断性能，揭示了其在不同解剖区域和骨折类型中的优势与局限。AI工具在小腿和前臂骨折检测中表现出色，但在肘部骨折、特别是间接征象（如后脂肪垫征）和关节脱位检测方面存在明显不足。研究还详细分析了“怀疑”病例的临床意义，发现除后脂肪垫征外，大多数“怀疑”病例的阳性预测值较低，建议临床实践中谨慎解读或视为阴性。

该研究的实际意义在于为临床医生提供了AI工具在儿科实践中安全应用的循证依据，明确了各软件的适用场景和需要人工复核的关键点。同时，研究结果也提示AI开发者需要针对儿科特有的骨折类型和挑战性征象进行模型优化，特别是肘部损伤的检测能力有待进一步提升。随着AI技术在放射科的日益普及，此类多厂商比较研究对于推动儿科影像AI的规范化应用和持续改进具有重要指导价值。