放射治疗中危及器官和淋巴引流区的人工智能勾画

引言：危及器官和淋巴引流区的勾画是放射治疗中的关键步骤，但该过程耗时且存在显著的用户依赖性勾画差异。人工智能（AI）似乎是促进和标准化这项工作的解决方案。本研究旨在根据当前的国际勾画指南，从技术层面和准确性方面比较八款现有AI软件在危及器官和淋巴引流区勾画中的表现。材料与方法：2023年1月至7月期间，我们开展了一项盲法研究，由20名放射肿瘤科医生对八款自动勾画AI程序在危及器官和淋巴引流区勾画上的评分进行评估。这是在Lorraine Cancer Institute放疗科开展的一项单中心研究。同时对不同AI程序的技术特征进行了定性分析。3名成人（两名女性和一名男性）和3名儿童（一名女孩和两名男孩）提供了6套全身匿名CT扫描数据，此外还有另外2套成人脑部MRI扫描数据。放射肿瘤科医生使用1至3分（最高分）的评分量表，盲法评估了八款AI程序对所有扫描和MRI数据中危及器官及淋巴引流区的勾画质量。我们选择将平均评分等于或大于2分定义为高性能AI软件的阈值，即该AI软件仅需极少至中度修改即可应用于临床常规工作。结果：对于成人CT扫描：有两款AI程序的总体平均质量评分（即所有测试的OARs和淋巴结区域）高于2.0分：Limbus（总体平均分 = 2.03 (0.16)）和MVision（总体平均分 = 2.13 (0.19)）。如果仅考虑成人的OARs，只有Limbus、Therapanacea、MVision和Radformation的平均评分高于2分。对于儿童CT扫描，MVision是唯一平均评分高于2分的程序，总体平均分 = 2.07 (0.19)。如果仅考虑儿童的OARs，只有Limbus和MVision的平均评分高于2分。对于脑部MRI：TheraPanacea是唯一在脑部轮廓勾画（2.75 (0.35)）和OARs（2.09 (0.19)）两方面的平均评分均超过2分的程序。技术层面的对比分析突出了各软件之间的异同。资深放射肿瘤科医生与住院医师在OARs勾画评分上没有差异。结论：对于成人CT扫描，市场上两款AI程序MVision和Limbus勾画了大多数在临床常规中有用的OARs和淋巴引流区。对于儿童CT扫描，仅有一款AI程序MVision表现有效。对于成人脑部MRI，仅有一款AI程序Therapancea表现有效。试验注册：CNIL-MR0004 编号 HDH434。