基于深度学习的胸部X线片机会性骨质疏松筛查成本效用分析:诊断阈值与确认性检测的意义

《Archives of Osteoporosis》:Cost-utility analysis of deep learning-based opportunistic osteoporosis screening using chest radiographs: implications of diagnostic thresholds and confirmatory testing

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月25日 来源:Archives of Osteoporosis 2.7

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  骨质疏松症常在被发现前已发生骨折。采用深度学习(DL)模型分析常规胸部X线片(CXR),可能以经济有效的方式识别高风险个体。其经济获益取决于疾病患病率、模型校准情况以及患者是否完成后续的确认性骨密度检测和药物治启动。 背景:骨质疏松症常见于绝经后女性,尽管具

  
骨质疏松症常在被发现前已发生骨折。采用深度学习(DL)模型分析常规胸部X线片(CXR),可能以经济有效的方式识别高风险个体。其经济获益取决于疾病患病率、模型校准情况以及患者是否完成后续的确认性骨密度检测和药物治启动。

背景:骨质疏松症常见于绝经后女性,尽管具有临床和经济负担,却常直至发生脆性骨折才被识别。基于深度学习的机会性筛查利用已有胸部X线片是一种潜在策略,但其经济价值可能随疾病患病率、诊断性能及诊疗路径完成度而变化。

目的:评估基于深度学习的绝经后台湾女性机会性骨质疏松筛查方法的经济价值。

方法:从台湾医疗保健视角开展成本效用分析,采用混合决策树与马尔可夫(Markov)模型。模型模拟了50岁绝经后女性队列,时间跨度50年。模型输入参数包括诊断性能、长期结局、成本和效用值,均来源于已发表文献,并优先采用本地数据。附加分析考察了不同患病率设定、敏感性(sensitivity)和特异性(specificity)组合,以及确认性DXA检查和药物治疗启动率的影响。

结果:在基础分析中,假设完整的诊疗路径完成度,基于DL的筛查相较于无筛查具有成本效用,其增量成本效果比(ICER)为21,827美元/QALY,低于台湾人均GDP一倍的支付意愿(WTP)阈值。当骨质疏松患病率超过14.3%时,该策略具有成本效用。在整个诊断连续谱中,敏感性为86.6%、特异性为76.3%时产生的经济获益最大。

结论:在完整实施诊疗路径的前提下,基于DL的机会性骨质疏松筛查具有成本效用。其价值取决于疾病患病率、诊断性能以及确认性DXA检查和治疗启动的完成度,并且在应用台湾真实世界检查估计值时无法维持。因此,加强筛查后诊疗路径是实现这一价值的核心。
本文针对骨质疏松症在绝经后女性中高发但常因无症状进展而漏诊、直至发生脆性骨折才被发现的问题,开展了一项基于深度学习的胸部X线片机会性筛查的经济学评价。现有骨密度检测手段双能X线吸收测定法(DXA)虽为诊断金标准,但因可及性差、费用及缺乏普遍筛查政策而使用不足。深度学习(DL)模型可对常规胸部X线片(CXR)进行机会性分析,但其经济价值取决于疾病患病率、模型诊断性能及筛查后诊疗路径的完成度。因此,研究人员从台湾医疗保健视角出发,评估该策略在台湾绝经后女性中的成本效用,并探讨患病率、诊断阈值及确认性检测和治疗启动率对结果的影响。

研究人员构建了混合决策树与马尔可夫(Markov)模型,模拟50岁绝经后女性队列在50年时间范围内的长期临床与经济结局。基础分析采用来自OPSCAN随机对照试验所验证的DL模型,其敏感性为92.9%、特异性为68.1%。结果以增量成本效果比(ICER)和质量调整生命年(QALY)为主要指标,并以台湾2025年人均GDP(39,492美元)作为支付意愿(WTP)阈值。研究还系统评估了371个敏感性/特异性操作点、不同患病率设定,以及DXA检查和药物启动率的单因素及双因素情景分析,并进行了确定性单因素敏感性分析和5000次蒙特卡洛模拟的概率敏感性分析(PSA)。

研究结果如下:

**基础分析情景**:在模拟1000名女性队列中,DL筛查策略较无筛查策略增加平均成本12,776美元(对比1,226美元),同时增加QALY 0.53(26.99对26.46),计算出ICER为21,827美元/QALY,低于WTP阈值,因此被认为具有成本效用。

**诊断性能与不同患病率设定**:DL筛查策略在骨质疏松患病率超过14.3%时具有成本效用。在评估371种敏感性/特异性组合后,发现敏感性86.6%、特异性76.3%时经济获益最大,对应净货币效益(NMB)为9,453美元,ICER为20,319美元。基础分析对应操作点约漏诊26例,而经济最优操作点约漏诊48例,提示阈值选择需同时考虑经济效益与可接受的漏诊数量。

**敏感性分析**:单因素确定性分析显示,DXA检查成本对ICER影响最大,其次为骨质疏松患病率、髋部或椎体骨折发生率、DL筛查成本、除药物外的其他直接医疗费用及健康状态效用值,但均未改变主要结论。概率敏感性分析显示,在WTP阈值为人均GDP一倍时,DL筛查策略具有成本效用的概率为90.9%。

**情景分析**:当阳性筛查后DXA确认检查率降低时,经济价值逐渐下降。DL筛查在DXA检查率为20%时仍具成本效用(ICER 38,146美元),但在OPSCAN实际观察到的14.6%检查率时ICER升至45,691美元,超过阈值。双因素分析中,同时采用OPSCAN观察到的DXA检查率14.6%和台湾治疗启动率28.7%时,该策略不再具有成本效用。

讨论部分指出,DL机会性筛查的经济价值最终取决于阳性筛查结果能否转化为临床行动。OPSCAN试验中,高风险参与者接受DXA确认检查的总完成率仅为14.6%,筛查后诊疗路径的完成度低会显著削弱经济价值。因此,患者通知、区域协调等随访项目是改善真实世界实施效果的关键靶点。研究结论为:在完整完成下游诊疗路径的基础假设下,基于DL的机会性骨质疏松筛查具有成本效用;其经济价值与流行病学条件及所选的敏感性和特异性阈值密切相关,当同时应用台湾观察到的确认性DXA检查率和药物治疗启动率时,该价值无法维持。因此,解读经济结果并规划实施策略时,必须审慎考虑诊断性能、疾病患病率以及卫生系统完成筛查后诊疗路径的能力。
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