学术前沿：人工智能骨密度测量系统与QCT测量骨密度结果有高度一致性

近日，汇医慧影和上海交通大学附属瑞金医院、浙江省人民医院合作研究的《人工智能骨密度测量系统与QCT测量骨密度的一致性研究》，发表在《中国医学计算机成像杂志》上。

本研究构建了一种基于低剂量胸部CT的AI骨密度测量系统，该系统设计用于与QCT结果对比，旨在评估其测量骨密度的准确性。在不同性别、年龄、体重指数和无论骨骼健康状态如何的情况下，AI骨密度测量系统与QCT获得的骨密度之间有很强的正向关联性和高度的一致性，因此，本研究结果表明这种基于常规CT的AI骨密度测量系统能够成功地预测各种人群的骨密度。当以QCT结果为标准时，AI骨密度测量系统预测骨密度能够准确地区分骨量正常、骨量减低和骨质疏松，这表明该模型在使用胸部CT图像确定骨骼健康分类方面可能与QCT一样是有效的。

1.AI骨密度测量系统分割椎体的性能

分割效果如图所示，可以看出分割结果基本上与标签达到一致，并通过3D渲染的后处理方法，分割效果较好。分割结果为300时，Dice系数为0.7左右，当数据集为2000Dice评分和训练数据集数量成正比，当训练数据集例以上时，Dice系数可以逐渐收敛达到0.96以上。

2.AI骨密度测量系统与QCT测量骨密度的一致性

AI骨密度测量系统与QCT测量T12、L1、L2椎体骨密度的Pearson相关系数分别为0.988、0.992、0.990(均P<0.001)。整体回归检测模型误差性能的平均绝对误差(MAE)为3.660，见图。Bland⁃Altman分析显示AI骨密度测量系统与QCT测量T12~L2椎体骨密度具有高度的一致性，2种方法测量的T12、L1、L2椎体骨密度差值均数分别为2.96(95%CI2.62~3.31)mg/cm3(P<0.001),1.46(95%CI1.18~1.74)mg/cm3(P<0.001及1.61(95%CI1.30~1.92)mg/cm3(P<0.001)，差值大部分位于差值平均值±1.96标准差范围内。

3.不同性别和年龄段人群骨密度差异分析

以L1和L2椎体骨密度平均值[骨密度ave(L1+L2)]作为诊断骨质疏松症的依据。采用AI骨密度测量系统和QCT测得的L1和L2椎体骨密度平均值，在各年龄段中的差异均没有统计学意义(均P>0.05)。

4.AI骨密度测量系统对骨质疏松症的诊断效能

骨密度测量系统测量3个亚组的骨密度ave(L1+L2)(单位:mg/cm3)分别为161.63±26.08、101.55±11.65、66.31±13.06，3个亚组两两之间骨密度差异均具有统计学意义(均P<0.001)。如图5所示，在测试集上，AI骨密度测量系统预测骨密度值诊断骨质疏松的性能表现优秀：AUC=0.996(95%CI0.994~0.998)，P<0.001，灵敏度为0.989，特异度为0.905。实验结果表明此系统用于实际临床诊断。

这一学术成果的发表，验证了汇医慧影AI骨密度在骨密度检测准确率上、骨质疏松诊断效率性能上与QCT有高一致性。在学术认证和NMPA注册证加持下，未来汇医慧影AI骨密度在筛查、诊断场景中发挥更强大作用，守护全民骨健康！