ОЦЕНКА ВОЗРАСТНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ТЕЛ ПОЗВОНКОВ ПО ДАННЫМ АЛГОРИТМА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

ABSTRACT BOOK

Остеопороз и остеопатии / Osteoporosis and Bone Diseases | 93

Был проведен независимый экспертный анализ всех 1888 пациентов (консенсус трех врачей-рентгенологов), компрессионные переломы определялись с учетом: полуколичественного метода [Genant H. K. et al. 1993]; метода ABQ [Jiang G et al, 2004], рекомендациям IOF 2008. По данным алгоритма ИИ компрессионная деформация более 25% (Genant 2-3) выявлена у 338 пациентов (17,9%). Экспертами отмечены компрессионные переломы у 105 пациентов (5,4%); ложноотрицательные 2 наблюдения. Подобная распространенность компрессионных переломов (6,3%) выявлена в схожей по количеству выборки пациентов старше 50 лет КТ органов брюшной полости [Pickhardt P.J. et al.]. Разница вероятно обусловлена несколько большей встречаемостью КП в поясничном отделе. Метрики точности алгоритма ИИ относительно экспертов по выявлению компрессионных переломов при деформации более 25% составили: ROC-AUC 0,986; чувствительность 98,1%; специфичность 86,9%; точность 87,4%. Для компрессионной деформации более 40% (Genant 3) чувствительность 51,4%; специфичность 99,6%; точность 96,9%. В целях повышения точности алгоритма для разделения переломов и деформаций позвонков был проведен ROC-анализ у пациентов с минеральной плотностью менее 80 мг/мл (остеопороз по критериям ACR). Сбалансированный порог деформации, обеспечивающий более оптимальное разграничение на состояния перелом/ деформация составил >31%, что обеспечивало показатель ROC-AUC 0,977; чувствительность 83,7%; специфичность 98,0%; точность 97,2%. Дальнейшее направление повышения точности алгоритма по разграничению состояний компрессионных деформаций и переломов может быть дообучение алгоритма ИИ для определения качественных признаков компрессионных переломов. При ретроспективном анализе описаний и заключений пациентов, вошедших в исследование, было выявлено, что компрессионные переломы корректно описаны врачами-рентгенологами только в 20,6% случаев.

Заключение: Разработанный морфометрический алгоритм ИИ является эффективным инструментом для оппортунистического выявления компрессионных деформаций и переломов тел позвонков у пациентов старше 50 лет. Выявлен оптимальный порог компрессионной деформации (более 31% - компрессионный перелом) и определены метрики точности: ROC-AUC: 0,977; чувствительность 83,7%; специфичность 98,0%; точность 97,2%.

Работа подготовлена при поддержке Гранта РФФИ 20-015-00260

ОЦЕНКА ВОЗРАСТНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ТЕЛ ПОЗВОНКОВ ПО ДАННЫМ АЛГОРИТМА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Петряйкин А.В.1, Абуладзе Л.Р.1, Шелепа А.А.2, Артюкова З.Р.1, Кудрявцев Н.Д.1, Ахмад Е.С.1, Семенов Д.С.1, Захаров А.А.3, Беляев М.Г. 3

'Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы», Москва 2Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), Москва 3ООО «АЙРА Лабс», Москва

Цель: Определить возрастное распределение минеральной плотности кости (МПК) тел позвонков по данным КТ органов грудной клетки (КТ ОГК) с применением алгоритма искусственного интеллекта (ИИ).

Материалы и методы: Данные были получены для 7 КТ аппаратов одной модели, сканирование выполнялось в стандартном режиме для грудной клетки: напряжение 120 кВ; толщина срезов 1,0 мм; сила тока выбиралась автоматически SureExposure 3D, 80-500 мА, целевое значение среднеквадратичного отклонения (СКО) = 10 Hounsfield Units (HU); время ротации 0,5 с; питч 0,828. При обработке алгоритмом ИИ использовались серии, полученные с фильтром реконструкции для мягких тканей FC08 с коррекцией жесткости рентгеновского излучения.

Для автоматической оценки и минеральной плотности применялся Отечественный морфометрический алгоритм ИИ. Помимо МПК алгоритм позволяет оценивать компрессионную деформацию тел позвонков и устанавливать диагноз по классификации H. Genant. Полностью автоматизированный алгоритм основан на конволюционных сверхточных нейронных сетях (CNN). Оценка точности работы алгоритма проводилась на тестовом наборе данных (48/52 пациентов с/без компрессионных переломов, измерение HU проводилось у 83 пациентов).

Для перевода единиц HU в объемную МПК (мг/мл) проводилась калибровка КТ сканеров с помощью фантома РСК ФК2 [Петряйкин А.В. и др., 2019], содержащего образцы объемной МПК: 50,100,150,200 мг/мл K2HP04. Сравнение проводилось с нормативными возрастными зависимостями для количественной компьютерной томографии (ККТ) - UCSF (University of California, San Francisco) с разбиением на 5-летние интервалы и сопоставлением по Т-критерию Стьюдента. Диагноз остеопороз (ОП) устанавливался согласно критериям американского колледжа радиологии (ACR 2018): МПК менее 80 мг/мл.

Оппортунистически проанализированы результаты определения МПК тел позвонков при КТ ОГК по данным ИИ сервиса у пациентов старше 20 лет. В исследование вошли 3171 пациент (1794 женщин, 1377 мужчин; старше 50 лет 1135 и 718 соответственно), которым автоматически проводилось измерение КТ-плотности позвонков в HU на уровнях Th11-L3. Пациенты с измерением КТ-плотности в позвонках с компрессионной деформацией более 25% не включены в исследование. Все пациенты направлялись для диагностики Covid-19 ассоциированной вирусной пневмонии; распределение по степени тяжести (согласно принятой в РФ классификации КТ1-4) составило: КТ1 45,3%; КТ2 18,4%; КТ3 3,8%; КТ4 0,6%; без признаков вирусной пневмонии 31,9%.

94 | Остеопороз и остеопатии / Osteoporosis and Bone Diseases

СБОРНИК ТЕЗИСОВ

Результаты и обсуждение: При анализе результатов, полученных на тестовом наборе данных было показано, что результаты измерения HU по данным алгоритма ИИ и экспертной разметки хорошо согласуются. Коэффициент корреляции составил r= 0,969 (p<0,001). Показатель ROC AUC для HU по разделению пациентов на категории с/без компрессионными переломами составил 0,877 для экспертов и 0,870 для ИИ, что хорошо соответствует данным [Loffler M. T. et al, 2021] для автоматического алгоритма: 0,885.

Результаты возрастного распределения МПК, полученные по данным ИИ у женщин хорошо сопоставимы с нормативной кривой UCSF несмотря на сложный нелинейный характер зависимости. Для интервала 30-45 лет показано незначительное достоверное превышение МПК: Z= +0,294 СКО (p<0,05). Для других возрастных интервалов нормативной кривой различия были недостоверны.

У мужчин выявлено достоверное занижение МПК в среднем Z= -0,631 СКО (p<0,05) по данным алгоритма ИИ по сравнению с UCSF для протяженного интервала 20-75 лет. Для наиболее старших возрастных групп (>75 лет) различия были недостоверны. Для наиболее ранних возрастных групп 20-29 лет отмечалось выраженное достоверное (p<0,05) занижение: Z= -0,871 СКО относительно нормативных значений.

Распространенность ОП по данным ИИ составила 32% у женщин и 19% у мужчин старше 50 лет. При оппортунистических исследованиях методом ККТ были получены показатели распространенности ОП 29% у женщин и 13% у мужчин [Cheng X., et al 2021]. Таким образом, у женщин отмечено достаточно хорошее соответствие возрастного распределения МПК нормативным данным и популяционным исследованиям при ККТ. Систематическое занижение МПК у мужчин может иметь несколько причин. Во-первых, недостаточная пиковая костная масса, отмеченная нами для интервала 20-29 лет, что косвенно подтверждается достоверным снижением МПК практически на всем возрастном диапазоне; и хорошо согласуется с данными Родионовой С.С. и Хакимова У.Р. Во-вторых, возможно предположить необходимость использовать локальных нормативных баз для возрастного распределения у мужчин, отличных от UCSF. В-третьих, возможно влияние дополнительных факторов риска. Это обосновывает дальнейшие исследования с выявлением факторов риска ОП, данных о переломах и сопоставление данных с результатами двухэнергетиче-ской абсорбциометрии.

Выводы: Отечественный морфометрический алгоритм искусственного интеллекта позволяет определить возрастное распределение объемной минеральной плотности губчатого вещества тел позвонков и может использоваться в качестве инструмента для популяционных исследований. Показано хорошее соответствие возрастным нормативным значениям у женщин и занижение измеренных показателей минеральной плотности тел позвонков у мужчин.

Работа подготовлена при поддержке Гранта РФФИ 20-015-00260

ВОПРОСЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АНЕСТЕЗИОЛОГОВ И ТРАВМАТОЛОГОВ ПРИ ОКАЗАНИИ ПОМОЩИ ПАЦИЕНТАМ С ПЕРЕЛОМАМИ ПРОКСИМАЛЬНОГО ОТДЕЛА БЕДРЕННОЙ КОСТИ

Пичугина Г.А.

ГБУ «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И. Джанелидзе», 192242, Санкт-Петербург, ул. Будапештская, д. 3, лит А.

Одним из самых актуальных и не до конца решённых вопросов в настоящее время является вопрос междисциплинарного взаимодействия врачей смежных специальностей при лечении переломов проксимального отдела бедренной кости.

Современная концепция лечения этих больных определяет интервал в 48 часов после получения травмы как оптимальный период для выполнения оперативного вмешательства. В многочисленных исследованиях, выполненных в последние два десятилетия, было доказано, что частота развития делирия, ухудшения и прогрессирования когнитивных нарушений, развития уроинфекций и пневмоний, а также летальность достоверно выше у пациентов, оперативное вмешательство которым выполнено спустя 2 и более суток с момента травмы.

Основными причинами, приводящими к задержке оперативного вмешательства на срок более 48 часов, являются организационные сложности (нехватка специалистов анестезиологов-реаниматологов, отсутствие свободных операционных, отсутствие налаженной процедуры предоперационного обследования пациентов), объективно выраженная коморбидность пациентов и необходимость медикаментозной компенсации витальных функций в предоперационном периоде, а также неоправданное стремление специалистов максимально обследовать пациента.

Тем не менее, объективная оценка коморбидности и функциональных резервов организма пациента крайне важна для выбора метода анестезии и сроков оперативного вмешательства. Пациенты с переломом проксимального отдела бедренной кости до 75% случаев имеют индекс коморбидности Чарльсона от 3 до 6 (чаще используется терапевтами и хирургами, чем травматологами), что подразумевает одну или две сопутствующие патологии, требующие приема препаратов, влияющих, а иногда и определяющих выбор метода анестезии и сроки операции. Анестезиологи-реаниматологи используют классификацию риска анестезии Американского общества анестезиологов (ASA),