AI辅助胸部CT诊断病毒性肺炎的临床价值研究

鲁 昕，王 斌（通信作者）

（内蒙古林业总医院医学影像科 内蒙古 呼伦贝尔 022150）

病毒性肺炎主要是因病毒感染引起的肺部炎症病变，其临床症状主要是发热、咳嗽、气急等，严重者可出现呼吸急促等症状[1]。病毒性肺炎传染性较强，病情进展较快，近年来其发病率呈上升趋势。随着胸部计算机断层扫描（computerized tomography，CT）技术的成熟和发展，CT在诊断检查病毒性肺炎具有较高的应用价值，病毒性肺炎的影像学表现多样，与其他非病毒性肺炎的影像学表现有重叠部分，在鉴别上具有一定难度[2-3]。在科技进步的同时，人工智能（artificial intelligence，AI）也逐步应用到医疗领域，AI的便捷性和高效性能有效辅助CT诊断病毒性肺炎，提高临床诊断效率，为研究AI辅助胸部CT诊断病毒性肺炎的临床价值，本文做了以下研究。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年8月—2022年8月于内蒙古林业总医院进行CT扫描的肺炎患者120例作为此次实验的研究对象，纳入标准：①所有患者经相关检查确诊为肺炎[4]；②年龄均≥18岁；③所有患者均行CT检查；④患者及其家属均对本研究知情同意。排除标准：①存在肺部恶性肿瘤者；②存在其他部位炎症者；③CT图像质量不佳者。本研究符合《赫尔辛基宣言》。两组一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 患者一般资料比较

1.2 方法

患者取仰卧位，采用CT扫描仪（Somatom Definition Flash Siemens）进行胸部扫描，扫描参数：管电压：120 kV，管电流自动，调整100～200 mAs，层厚5～7 mm，层间隔0.8 mm，层距10 mm，矩阵512×512。螺距1.375∶1。扫描范围：胸锁关节上缘至肺底，吸气末屏气扫描。

1.3 图像分析

普通组采用常规方法诊断分析患者CT图像，由2 名经验丰富的影像科医师对CT图像，记录读片时病灶的位置与形态等。

辅助组采用AI辅助胸部CT诊断分析患者CT图像，AI软件采用神州德信医学成像技术公司提供，将CT图像的原始数据上传至AI工作站，系统将对病灶位置进行标记，便于影像科医师进行诊断分析，最终仍根据上述标准诊断分析患者的肺炎类型。

1.4 诊断标准

早期病毒性肺炎CT影像特点主要表现为肺纹理增重，模糊等；中期病毒性肺炎CT影像特点主要表现为两肺弥漫网状、小结节状阴影等；后期病毒性肺炎CT影像特点主要表现为有斑片、大片状阴影、并且呈单发、多发或两肺弥漫分布，否则考虑为其他类型肺炎。

临床诊断方法如下：收集患者下呼吸道分泌物作为标本进行培养检查，以标本检测结果为准。

1.5 观察指标

以临床诊断结果和痰培养结果为金标准，对CT图像诊断结果进行分类，比较两种诊断方式的诊断时间和对病毒性肺炎的诊断效能分析（灵敏度、特异度以及准确率）。

1.6 统计学方法

本文数据采用统计学软件SPSS 19.0进行分析，符合正态分布的计量资料用均数±标准差（± s）表示，采用t检验，计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组诊断结果比较

辅助组诊断细菌性肺炎28例，真菌性肺炎21例，病毒性肺炎57例，其他类型5例，其中1例细菌性肺炎被诊断为病毒性肺炎，1例真菌性肺炎被诊断为细菌性肺炎，1例真菌性肺炎被诊断为其他类型的肺炎，1例病毒性肺炎被诊断为真菌性肺炎，2例病毒性肺炎被诊断为其他类型的肺炎，1例其他类型的肺炎被诊断为细菌性肺炎，1例被诊断为真菌性肺炎，1例被诊断为病毒性肺炎；普通组诊断细菌性肺炎26例，真菌性肺炎20例，病毒性肺炎52例，其他类型4例，其中2例细菌性肺炎被诊断为真菌性肺炎，1例细菌性肺炎被诊断为其他类型，2例真菌性肺炎被诊断为其他类型，1例真菌性肺炎被诊断为病毒性肺炎，4例病毒性肺炎被诊断为细菌性肺炎，2例细菌性肺炎被诊断为真菌性肺炎，2例病毒性肺炎被诊断为其他类型，2例其他类型的被诊断为病毒性肺炎，1例其他类型被诊断为细菌性肺炎，1例其他类型被诊断为真菌性肺炎。两组诊断结果差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。辅助组的诊断时间为（57.32±5.77） min，显著短于普通组（63.07±6.06）min，差异有统计学意义（P＜0.05）。

表2 两组诊断结果比较 单位：例

2.2 辅助组的病毒性肺炎诊断效能分析

辅助组的灵敏度为95.00%，特异度为96.67%，诊断准确率为95.83%，阳性预测值为96.61%，阴性预测值95.08%，见表3。

表3 辅助组的病毒性肺炎诊断效能分析 单位：例

2.3 普通组的病毒性肺炎诊断效能分析

普通组的灵敏度可达86.67%，特异度可达98.33%，诊断准确率可达92.50%，阳性预测值可达98.11%，阴性预测值88.06%，见表4。

表4 普通组的病毒性肺炎诊断效能分析 单位：例

2.4 CT图像分析

病毒性肺炎患者胸部CT图像，AI病灶分割及VR重建见图1～图3。

图1 病毒性肺炎患者胸部CT平扫轴位左肺上叶舌段片状磨玻璃影

图2 AI病灶分割

图3 人工智能VR重建

3 讨论

病毒性肺炎主要是由上呼吸道病毒感染，向下蔓延所致的肺部炎症，引起疾病的主要病毒有流行性病毒、巨细胞病毒、冠状病毒等，主要临床表现为发热、头疼、干咳等[5-6]。病毒性肺炎的CT图像随感染病毒的不同和疾病发展时期的不同而呈现出多样性[7]，为提高临床在诊断病毒性肺炎的临床疗效，现采用AI辅助CT对病毒性肺炎患者进行诊断，本次研究观察到，辅助组诊断细菌性肺炎28例，真菌性肺炎21例，病毒性肺炎57例，其他类型5例；普通组诊断细菌性肺炎26例，真菌性肺炎20例，病毒性肺炎52例，其他类型4例，两组诊断结果无显著差异（P＞0.05），但辅助组的诊断时间显著短于普通组（P＜0.05），究其原因：本次实验的研究对象例数较少，但相关研究证实，AI辅助胸部CT可帮助影像科医师对病灶进行识别和标注，对病灶区性质进行判断等，从而提高临床的诊断疗效[9-10]。

肺部气管、血管复杂，增加AI系统可有效提高诊断效率，还可提高其灵敏度，本次研究观察到辅助组的灵敏度可达95.00%，特异度可达100.00%，诊断准确率可达97.50%，普通组的灵敏度可达86.67%，特异度可达100.00%，诊断准确率可达93.33%，辅助组的灵敏度和诊断准确率均高于普通组，说明AI辅助诊断系统辅助胸部CT更有利于临床的诊断，分析其原因：①AI在诊断患者胸部CT图像时，可提供精确的数据结果，而肉眼对这些数据结果确认较为困难，通过AI辅助患者进行诊断分析，有助于提高临床诊断准确率[11-12]；②AI辅助系统具有快捷、方便、可重复性操作等优点，可缓解影像科因时间紧急、任务量大而导致的漏诊情况，从而提高病毒性肺炎的临床诊断效率[13-15]。在张文轩等[16]的研究中得出，基于人工智能的辅助诊断系统协助影像科医师阅片可降低肺炎病、缩短诊断时间、辅助病情监测。与本文得出的结论相符，由此可见，AI辅助CT诊断病毒性肺炎可在临床上推广使用。

综上所述，AI辅助胸部CT诊断病毒性肺炎可缓解影像科医师诊断压力缓解并提高临床诊断灵敏度和准确率，具有一定临床参考价值，利于提高病毒性肺炎患者的预后康复。