Thorax：人工智能辅助肺功能测试显著提升间质性肺病早期诊断准确性

间质性肺病（interstitial lung disease，ILD）的诊断可能具有挑战性，因为肺功能检查（pulmonary function test，PFT）在疾病初期仅受轻微影响。为了提高早期诊断的准确性，本研究旨在探索人工智能（artificial intelligence，AI）软件在协助肺病学家进行PFT解读以诊断ILD方面的潜力。该软件可自动描述PFT并提供由AI模型计算的疾病概率。

在研究的第一阶段，由25名肺病学家（8名初级医师和17名经验丰富的肺病专家）通过评估PFT（体描箱法和弥散量）及简短病史，对一组60例患者（其中30例患有ILD）进行回顾性诊断。专家们在没有和有AI软件（ArtiQ.PFT, V.1.4.0, ArtiQ, BE）辅助的情况下，分别对该组患者进行两次筛查，并为每例患者提供主要诊断和最多三个鉴别诊断。在研究的第二阶段，19名肺病学家在使用ArtiQ.PFT 4-6个月后重复上述流程。

本研究共纳入60例病例，基于最高概率，人工智能（AI）的诊断准确率为81%。当聚焦于间质性肺疾病（ILD）病例时（60例中的30例），AI与真实诊断相比的诊断准确率为90%。

无AI辅助与有AI辅助的诊断

总体而言，在无AI辅助的情况下，基于完整的肺功能测试（PFT）和病史，研究参与者的主要诊断与患者的真实诊断之间的一致率为41.8%。而在使用ArtiQ.PFT后，一致率提升至62.3%（相对于基线提高了49.0%）。当仅观察患有ILD的受试者时，无AI辅助的诊断一致率为42.8%，而有AI辅助时一致率为72.1%（相对提高了68.5%），这一差异具有统计学显著性（p<0.0001）。

图1：无AI和有AI辅助的诊断准确率（第1阶段和第2阶段研究）

第二阶段得出了类似的结果：AI的支持显著提高了诊断准确率，总体准确率从46.5%提升至65.6%（相对于基线提升了41.1%），间质性肺病患者的准确率从53.2%提升至75.1%（相对提升了41.2%）（两者p值均<0.001）。

本研究还调查了每位用户的准确率。总体而言，在使用AI辅助时，观察到统计学上的显著提升（p<0.0001）。配对t检验显示，在无AI辅助的情况下，第1阶段和第2阶段间质性肺病的诊断准确率存在显著差异（42.8%与53.2%，p=0.028），但在有AI辅助的情况下，这一差异并不显著（72.1%与75.1%，p=0.24）。

Likert信心评分

在研究的第一阶段，与未使用AI的肺功能检查（PFT）解读相比，参与者在使用AI软件时对自己的诊断更有信心（Likert评分中，4分和5分的比例从40.7%提升至48.8%）。然而，在研究的第二阶段中，并未观察到这一效果。

初级医师与资深肺病专家的比较

与专家相比，初级医师在未使用AI时的诊断准确率明显较低。当使用AI时，与资深肺病专家相比，初级医师在间质性肺病（ILD）诊断方面的准确率提升更为显著。

图2：初级医师与经验丰富的肺病学家之间的比较

综上所述，人工智能辅助的肺功能测试（PFT）解读显著提高了间质性肺病（ILD）的识别能力，为医师提供了重要机会，使其能够通过体描箱检测更准确地发现间质性肺病患者，从而更早地启动诊断步骤，并有可能改善患者预后。

原始出处：

Gompelmann D, Gysan MR, Desbordes P, et al. AI-powered evaluation of lung function for diagnosis of interstitial lung disease. Thorax Published Online First: 13 March 2025. doi: 10.1136/thorax-2024-221537