综述:基于人工智能的肺栓塞检测的Meta分析:深度学习模型有多可靠?

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Computers in Biology and Medicine 7.0

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  这篇综述通过Meta分析评估了深度学习(DL)模型在CT肺动脉造影(CTPA)中检测肺栓塞(PE)的可靠性。研究显示DL算法整体表现优异(AUROC 0.895),其中U-Net架构敏感性更高(0.899),而卷积神经网络(CNN)特异性更优(0.926),为临床AI应用提供了重要循证依据。

  

Abstract
深度学习(DL)方法在CT肺动脉造影(CTPA)中检测肺栓塞(PE)展现出显著潜力。本研究通过Meta分析整合24项研究(n=22,984),发现DL模型整体AUROC达0.895(95%CI:0.874–0.917),敏感性0.894,特异性0.871。值得注意的是,U-Net架构在敏感性(0.899 vs 0.893)方面略胜一筹,而CNN模型则表现出更高的特异性(0.926 vs 0.900),两组差异具有统计学意义(p<0.001)。

Introduction
肺栓塞作为致命性心血管急症,其CTPA诊断仍存在挑战——小血栓易漏诊,工作负荷导致报告延迟可能影响治疗时机。深度学习技术中,CNN将PE检测视为分类任务,而U-Net则通过分割肺动脉实现血栓定位。这两种方法虽均报告了优异性能,但研究间的设计差异阻碍了客观比较。

Materials and methods
研究遵循PRISMA指南,系统检索截至2025年4月的文献。采用DerSimonian–Laird随机效应模型合并敏感性与特异性,通过固定效应模型整合AUROC值。对缺失数据采用50%PE患病率假设进行重建,AUROC未直接报告时取敏感性与特异性的均值。

Results
纳入研究显示DL算法诊断性能稳定:准确性0.857,PPV 0.832,NPV 0.902。异质性分析揭示研究间差异显著(I2≈97%)。亚组分析中,U-Net对真阳性识别更具优势(p=0.0002),而CNN能更有效减少假阳性(p<0.001)。

Discussion
该分析证实DL在PE检测中具有临床级诊断效能,但架构选择需权衡敏感性与特异性。U-Net适合筛查场景,而CNN更适用于确认性诊断。值得注意的是,现有研究的高异质性(I2>75%)提示需规范研究设计和前瞻性验证。未来工作应关注模型可解释性,并将AI工具整合到放射科工作流程中进行实时评估。

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