人工智能在癫痫患者诊疗全程中磁共振成像的应用:四项临床应用的荟萃分析

Use of artificial intelligence in magnetic resonance imaging across the epileptic patient's journey: A meta-analysis of four clinical applications

作者信息Judy Chen, Ella Sahlas, Yigu Zhou, Natalie Chen, Jim Xie, Farhan Wadia, Lorenzo Caciagli, Aristides Hadjinicolaou, Alexander G Weil, Roy W Dudley, Dewi V Schrader, Andrea Bernasconi, Neda Bernasconi, Boris C Bernhardt
PMID42246704
期刊Epilepsia
发布时间2026-08
DOI10.1002/epi.70254

实验完整度

本文为系统综述和荟萃分析,无原始实验,基于检索文献数据进行统计分析,实验细节不足。

主要模型

癫痫患者队列 健康对照队列

重点核对

样本量:诊断与术后结局预测的荟萃回归中显示负相关 MRI模态:T1w、DTI、fMRI、多模态等 分类算法:SVM、LR、NN、DA等

摘要

目的:人工智能/机器学习(AI/ML)在磁共振成像(MRI)中的应用有望增强和支持癫痫的临床决策。然而,目前尚缺乏对当前针对癫痫临床检查中支持决策的AI/ML驱动模型的临床效用和研究严谨性的适当评估。方法:我们系统回顾并检验了当前AI/ML驱动模型在MRI中针对癫痫临床检查中四个主要应用的能力:(1)诊断,(2)颞叶癫痫侧别化,(3)病灶(局灶性皮质发育不良)定位,以及(4)术后结局预测。我们还评估了每个研究模型的偏倚风险。选择采用基于任何MRI模态或序列类型训练的AI/ML分类模型的研究进行定性评估;报告准确率的研究随后被纳入荟萃分析。结果:在3227篇检索文章中,我们确定了159项研究(n=26732名参与者)进行定性评估,127项研究(n=20456)纳入荟萃分析。我们的结果表明,MRI上的AI/ML能够准确区分癫痫患者与健康对照(总体准确率=0.87,95%置信区间[CI]=0.85-0.89),对颞叶癫痫进行侧别化(0.90,95%CI=0.87-0.93),定位致痫性病灶(0.82,95%CI=0.74-0.87),并预测术后无发作(0.83,95%CI=0.78-0.87)。然而,系统评估表明文献中存在非常高的偏倚风险,提示性能估计可能过于乐观。意义:尽管我们的结果支持AI/ML模型在癫痫诊断和预后中的总体高准确性,但文献在参与者招募和验证方法方面仍易受偏倚影响。此外,大多数模型受研究架构限制,要求严格遵守非标准的、高度特异性的数据采集和处理协议,这不容易在临床实施中部署。我们鼓励临床和科学团体之间进行更紧密的跨学科合作,以改进验证研究,并为未来的研究设计、分析和报告提出建议。

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
当前AI/ML驱动的MRI模型在癫痫诊断、TLE侧别化、病灶定位和术后结局预测中的性能如何,以及文献的偏倚风险如何?
核心机制
AI/ML模型通过分析MRI图像特征来区分癫痫患者与健康对照、侧别化TLE、定位病灶和预测术后结局,但性能受样本量、MRI模态和算法等影响。
主要证据
通过系统回顾和荟萃分析,纳入127项研究,总体准确率分别为0.87(诊断)、0.90(侧别化)、0.82(定位)、0.83(术后预测),但PROBAST评估显示所有研究总体偏倚风险高。
研究意义
作者提出AI/ML模型在癫痫诊断和预后中具有高准确率,但文献存在偏倚,建议改进研究设计、分析与报告,并促进跨学科合作以进行外部验证和临床转化。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

文献检索与筛选

确定符合标准的AI/ML驱动MRI模型研究

检索Ovid MEDLINE/PubMed、Embase和Google Scholar数据库,从建库至2025年1月1日,筛选出159项研究纳入定性分析,127项纳入定量荟萃分析。

2

数据提取和偏倚风险评估

提取研究特征和性能指标,评估偏倚风险

提取研究特征、人口统计学变量、数据采集变量、AI/ML特征和评估指标,并使用PROBAST评估偏倚风险。

3

荟萃分析

汇总诊断、侧别化、定位和术后预测的准确率

使用广义线性混合模型合并logit转换的准确率,进行亚组分析和元回归分析,评估异质性和出版偏倚。

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。

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
文献检索
检索数据库:Medline/PubMed, Embase, Google Scholar;检索时间截止2025年1月1日;检索策略详见Table S1
阅读提示:Materials and Methods: Search strategy
研究筛选标准
纳入标准:使用AI/ML分类方法,报告至少一项评估指标(灵敏度/特异度、PPV/NPV、F1分数、AUROC或准确率);排除标准:样本量<10、无全文或原始数据
阅读提示:Materials and Methods: Study selection
数据提取
提取变量包括:研究特征、人口统计学变量、数据采集变量(MRI场强、模态、数据输入)、AI/ML特征及评估指标
阅读提示:Materials and Methods: Data extraction and risk of bias assessment
偏倚评估
使用PROBAST工具,评估四个域(参与者、预测因子、结局、分析),每个域至少一个信号问题高风险则整体为高风险
阅读提示:Materials and Methods: Data extraction and risk of bias assessment
统计分析
使用metaprop、metareg、forest、funnel、metabias和trimfill命令;广义线性混合模型合并logit转换的准确率;Cochrane Q和I2检验异质性;Peter检验和trim-and-fill评估出版偏倚
阅读提示:Materials and Methods: Statistical analysis