Оппортунистический скрининг остеопороза по рентгенограммам грудной клетки с использованием глубокого обучения: систематический обзор и метаанализ

Цель: Оценить диагностическую эффективность алгоритмов глубокого обучения, применяемых к рентгенограммам грудной клетки, для выявления остеопороза, а также их потенциал для внедрения в клиническую практику.

Методы: Выполнены систематический обзор и метаанализ исследований, в которых проводилась валидация моделей глубокого обучения на основе сверточных нейронных сетей для выявления остеопороза по рентгенограммам грудной клетки. В анализ не включали исследования с использованием методов визуализации, отличных от рентгенографии грудной клетки, а также моделей, не основанных на глубоком обучении. При количественном обобщении рассчитывали объединенные показатели чувствительности и специфичности и строили суммарную ROC-кривую. Качество моделей оценивали с помощью инструмента APPRAISE-AI.

Результаты: Из 1401 просмотренной публикации критериям включения соответствовали 12 исследований, охвативших в общей сложности 200 796 пациентов и 20 уникальных моделей глубокого обучения. При внутренней валидации 13 моделей объединенная чувствительность составила 0,85 (95% ДИ 0,82–0,87), специфичность — 0,83 (95% ДИ 0,81–0,85). По данным анализа суммарной ROC-кривой для всех 20 моделей площадь под кривой составила 0,69 (95% ДИ 0,68–0,71). В шести исследованиях выполнялась внешняя валидация: площадь под кривой варьировала от 73,4 до 94,6%, а специфичность — от 74,2 до 90,9%, за исключением одного выброса. Неоднородность была высокой (I² > 98%) и преимущественно определялась страной происхождения исследования. Согласно оценке APPRAISE-AI, девять исследований имели высокое качество, что подтверждает возможность использования этих моделей в качестве инструмента поддержки принятия клинических решений; остальные исследования имели умеренное качество.

Выводы: Модели глубокого обучения, применяемые к рентгенограммам грудной клетки, демонстрируют перспективную диагностическую эффективность при попутном скрининге остеопороза. Однако значительная неоднородность результатов внутренней валидации и небольшое число исследований с внешней валидацией указывают на необходимость дальнейших исследований для повышения обобщаемости результатов и обоснованного внедрения этих моделей в реальную клиническую практику.