脊柱神经影像学中的人工智能:下背痛新型生物标志物的诊断与预后效用

Artificial Intelligence in Spine Neuroimaging: Diagnostic and Prognostic Utility of Novel Biomarkers in Lower Back Pain

作者信息Danai Stefanou, Ornella Moschovaki-Zeiger, Georgios Charalampopoulos, Nikolaos-Achilleas Arkoudis, Evgenia Efthymiou, Georgios Velonakis, Nikolaos Kelekis, Dimitrios K Filippiadis
PMID42355615
发布时间2026-06-09
DOI10.3390/jcm15124447

实验完整度

低

该文献为叙述性综述,未提供原始实验方法或验证过程,仅综合现有研究证据。

摘要

下背痛(LBP)是全球残疾的主要原因,其多因素起源使准确诊断和有效治疗规划复杂化。人工智能(AI),包括机器学习(ML)、深度学习(DL)和影像组学,已显示出改善脊柱神经影像学可重复性和定量评估的前景。本叙述性综述综合了当前关于AI衍生影像生物标志物在磁共振成像(MRI)和计算机断层扫描(CT)中的证据,重点关注椎间盘退变、椎管狭窄、终板信号异常、椎旁肌肉组成、椎体骨折和脊柱对齐。基于AI的重建、分割和分类方法可减少阅片者变异,并实现影像特征的标准化定量。然而,当前证据基础仍以技术和回顾性验证研究为主,高诊断性能不应被解释为改善患者中心结局的证据。本综述区分了技术可行性、诊断辅助、预后关联和临床效用,并强调了基于AI的脊柱影像中持续存在的疗效-效果差距。尽管整合影像、临床、生物力学和患者报告数据的多模态模型可能改善未来的风险分层,但临床转化仍受限于异质性数据集、有限的外部验证、不完整的可解释性和不断发展的监管框架。在AI衍生的影像生物标志物被视为常规LBP管理的既定工具之前,需要进行前瞻性多中心验证和结局关联评估。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
AI衍生影像生物标志物在脊柱神经影像中用于下背痛的诊断、预后和治疗效用如何?
核心机制
AI方法通过改进图像重建、自动化分割、标准化测量和分类,提高影像特征的可重复性和定量评估,从而可能改善下背痛的诊断和预后分层。
主要证据
综述引用多项研究,如DL重建提高SNR约30%,U-Net分割Dice约0.85,DeepSpine分级准确率70.6%等,但多为回顾性研究。
研究意义
AI在脊柱影像中应作为辅助决策支持工具,需前瞻性多中心验证和结局关联评估后才能用于常规临床决策。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。