基于脑动脉瘤磁共振影像辅助检测软件的注册前多中心临床试验

摘要

目的 通过多中心临床试验验证本团队自主研发的脑动脉瘤磁共振影像辅助检测软件(AIneurysm)辅助检出颅内动脉瘤的有效性。方法 本研究为回顾性、多中心、全交叉多阅片者多病例(fully-crossed multi-reader multi-case, MRMC)、优效性试验，开展时间为2022年1月—2023年8月。由3家不同地域的医疗中心回顾并收集其近5年(2019～2023年)收治患者的头颅MRA资料，共计入组486例病例。每家中心各有4名(共计12名)低年资影像科医师作为受试医师进入本研究的阅片组。采用随机化方式确定医师分组及病例顺序。受试医师各自对入组的所有病例的MRA影像进行两轮全层面阅片(即医师独立阅片和AI辅助医师阅片，两轮阅片间隔时间>1个月的洗脱期)。记录所有主观判定为动脉瘤的病灶，包括动脉瘤位置、置信分数、阅片开始和结束时间。参考标准采用专家组的动脉瘤标记结果。专家组由3名副高级及以上职称的影像学专家组成，其中2名作为标记专家，若标记结果不一致则由第3名高年资仲裁专家进行复核。将受试医师随机分为A组和B组。试验组为AI辅助医师阅片，对照组为医师独立阅片。A组在第一阶段进行AI辅助医师阅片(试验组),第二阶段进行医师独立阅片(对照组);B组在第一阶段进行医师独立阅片(对照组),第二阶段进行AI辅助医师阅片(试验组)。用DBMH方法(Dorfman-Berbaum-Metz-Hillis Analysis)比较试验组与对照组阅片结果的替代自由响应工作特征曲线(alternative free-response receiver operating characteristic曲线，AFROC曲线)下AUC差值、灵敏度和特异度。结果 入组486例病例中，经专家阅片过程剔除0例，方案偏离2例，共计484例病例进入全分析集(full analysis set, FAS)和符合方案集(per-protocol set, PPS)进行有效性分析。试验组与对照组的AFROC曲线的AUC差值为0.040 9(P=0.001 2,95%CI为0.019 5～0.062 3),其95%CI>目标值0,提示试验组检出动脉瘤的AFROC曲线的AUC优于对照组。以病灶为单位，试验组与对照组检出动脉瘤的灵敏度差值为0.069 8(P=0.010 2,95%CI为0.035 8～0.103 7),试验组与对照组检出动脉瘤的灵敏度差值及其95%CI下限>优效界值；且AI独立阅片的灵敏度为0.914 4(95%CI为0.869 6～0.947 7)、特异度为0.855 0(95%CI为0.812 3～0.897 6)。以病例为单位，试验组与对照组的特异度差值为0.011 8(F=0.456 8,P=0.010 2,95%CI为-0.016 4～0.040 0),试验组与对照组检出动脉瘤的特异度差值及其95%CI下限>非劣效界值；且AI独立阅片的灵敏度为0.814 0(95%CI为0.766 5～0.861 4)。结论 本团队自主研发的脑动脉瘤磁共振影像辅助检测软件(AIneurysm)辅助阅片结果优于医生单独阅片结果，该软件为有效辅助临床医师进行颅内动脉瘤的MRA影像学检出提供了技术支持。

关键词

颅内动脉瘤 / 辅助检测软件 / 多中心临床试验