ACR Open Rheumatol:人工智能在血管炎诊疗中的应用效果如何?
2025-03-22 潘华 MedSci原创 发表于陕西省
AI技术显著提升了血管炎诊疗效率,尤其在KD的早期诊断与IVIG抵抗预测中表现卓越,展现出临床转化潜力。
血管炎是一组罕见的系统性炎症性疾病,因临床表现多样且缺乏特异性标志物,常面临诊断延迟与误诊风险,严重影响患者预后。人工智能(AI)技术通过分析临床数据、影像学资料及文本信息,为解决这一难题提供了新思路。本研究系统性回顾2000-2024年间AI在血管炎诊疗中的应用,重点评估其诊断与预测效能,探索技术潜力与局限性,以指导未来临床实践与研究方向。
本研究遵循PRISMA指南,系统检索PubMed、Embase、Web of Science等5大数据库,纳入2000年1月1日至2024年9月18日期间发表的AI应用于血管炎诊疗的原始研究。关键词组合包括“artificial intelligence”“vasculitis”“diagnosis”“prediction”及疾病亚型术语。研究筛选分为三步:初步去重后,通过标题/摘要筛选排除非相关文献,最终对46篇符合标准的全文进行质量评估与数据提取。数据提取涵盖研究设计、AI方法(如XGBoost、CNN、NLP)、血管炎类型(如川崎病KD、巨细胞动脉炎GCA)、任务分类(诊断/预测)、性能指标(灵敏度、特异性、AUC)及验证方法。质量评估采用PROBAST工具评估预测模型风险偏倚,QUADAS-2评估诊断准确性研究偏倚。由于研究异质性,采用叙述性合成法,按数据类型(临床/影像/文本)及任务(诊断/预测)分层汇总关键结果。
共纳入46项研究,其中诊断研究28项,预测研究18项,覆盖KD(25项)、GCA(4项)、HSP(5项)等亚型。AI模型在KD诊疗中表现突出:Tsai等人基于临床实验室指标的XGBoost模型实现92.5%灵敏度与97.3%特异性(AUC 0.980);Zhang等人通过基因表达数据区分KD与健康人群,准确率达100%。预测模型中,Wang等开发的Random Forest模型预测IVIG抵抗的AUC为0.816(训练集)与0.800(验证集),Sunaga等基于LightGBM的模型AUC达0.78,均显著优于传统方法。影像学AI应用集中于KD与视网膜血管炎:Abdolmanafi等人通过OCT图像的CNN模型检测冠状动脉病变,准确率96%;Amiott等开发的Pasa模型对视网膜血管炎分级F1分数为0.81。然而,非KD血管炎的影像研究较少,且受限于小样本(如Güler等仅纳入106例Behçet病患)。文本分析方面,van Leeuwen等NLP工具在电子病历中识别ANCA相关性血管炎的灵敏度达97.0%,Doan等KD-NLP模型在急诊笔记中灵敏度93.6%,特异性77.5%。研究普遍存在局限性:样本量小(如Cao等HSP研究仅240例)、单中心数据为主(39项研究)、外部验证缺失(仅10项)。风险偏倚评估显示,52.6%的预测模型与48.1%的诊断研究存在高偏倚风险。
人工智能(AI)模型与数据类型示意图
AI技术显著提升了血管炎诊疗效率,尤其在KD的早期诊断与IVIG抵抗预测中表现卓越,展现出临床转化潜力。然而,其在非KD亚型、影像学分析及多中心验证中的应用仍受限,数据多样性不足与技术复杂度高是主要瓶颈。未来需推动多中心大数据共享,探索LLMs等新型模型解析非结构化数据,并加强外部验证与临床实用性评估。本研究为AI在血管炎领域的应用提供了系统性证据,强调技术创新与跨学科协作对罕见病精准医疗的重要性。
原始出处:
Omar M, Agbareia R, Naffaa ME, Watad A, Glicksberg BS, Nadkarni GN, Klang E. Applications of Artificial Intelligence in Vasculitides: A Systematic Review. ACR Open Rheumatol. 2025 Mar;7(3):e70016. doi: 10.1002/acr2.70016. PMID: 40091457; PMCID: PMC11911543.
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