Verbetering van diagnostische prestatie spirometrie in de eerstelijnszorg met AI: de SPIRO-AID-studie

september 2024 ERS 2024 Max Teuwen

Spirometrie is een veelgebruikte test voor de diagnostiek en evaluatie van verschillende chronische longziektes en wordt vooral gebruikt in de eerstelijnszorg. In de niet-specialistische eerste lijn is de variabiliteit van de kwaliteit en de interpretatie groot, wat mogelijk tot misdiagnose kan leiden. In de SPIRO-AID-studie werd geëvalueerd of beslissingsondersteunende artificiële intelligentie (AI)-software de diagnostische voorspellingsprestatie van artsen in de eerste lijn kan verbeteren. Tijdens het ERS 2024 werden de resultaten van deze gerandomiseerde, gecontroleerde studie gepresenteerd door professor William Man (Royal Brompton & Harefield Hospitals, Guy’s en St Thomas’ NHS Foundation, Londen, VK), namens Gillian Doe (University of Leicester, Leicester, VK).

Spirometrie is een van de meest toegankelijke tests voor het meten van de pulmonaire functie. Het meet het volume lucht dat op specifieke tijdstippen wordt uitgeademd tijdens een volledige en krachtige uitademing, voorafgegaan door een maximale inademing. Spirometrie wordt gebruikt bij het diagnosticeren van aandoeningen zoals astma en chronische obstructieve longziekte (‘chronic obstructive pulmonary disease’, COPD). Het kan ook worden gebruikt om de ernst van deze aandoeningen te beoordelen, de effectiviteit van behandelingen te volgen, en de voortgang van de ziekte te monitoren.

Studieopzet

SPIRO-AID betreft een parallelle, gerandomiseerde, gecontroleerde studie, waarbij geselecteerde artsen uit het VK die voor spirometrie verwijzen, spirometrie uitvoeren of spirometrie interpreteren 1:1 werden gerandomiseerd tussen hulp van beslissingsondersteunende AI-software (AI+) en zonder hulp van beslissingsondersteunende AI-software (AI-) om spirometriesessies van 50 niet-geïdentificeerde patiënten onafhankelijk te interpreteren. Deze software (ArtiQ.Spiro) bestaat uit twee onderdelen: een component voor feedback over de kwaliteit van de spirometriesessie en een component ter ondersteuning bij de interpretatie van de resultaten. De primaire uitkomstmaat was de diagnostische voorspellingsprestatie, gedefinieerd als de mate van overeenstemming tussen de voorkeursdiagnose van de arts en de referentiediagnose. Dit werd vastgesteld door consensus uit onafhankelijke beoordelingen van zorgnotities en onderzoeken door drie longartsen. Daarnaast werd een subgroepanalyse uitgevoerd bij patiënten met een referentiediagnose COPD (20/50 patiënten).

Resultaten

In totaal werden 234 deelnemers gerandomiseerd (AI+ vs. AI-: n=115 vs. n=119) in de periode van juni 2023 tot april 2024. Uiteindelijk voltooiden 133 deelnemers het onderzoek (n=66 vs. n=67), waarvan 73% vrouw, 42% huisarts en 54% die was geregistreerd in het ‘National Spirometry Register’. De belangrijkste redenen voor het niet voltooien van de studie waren tijdsgebrek bij deelnemers (n=15 vs. n=19) en het niet tijdig afronden van de studiehandelingen (n=33 vs. n=34). De diagnostische voorspelprestatie was significant beter voor AI+ vergeleken met AI- (AI+ vs. AI-: 58,7 vs. 49,7%; gemiddelde verschilscore [95%-BI]: 9,0 [4,5-13,3]; p<0,01). Na interne validatie door middel van bootstrapping werden vergelijkbare uitkomsten gevonden (gemiddelde verschilscore [95%-BI]: 8,9 [4,7-13,1]). Ook uit de subgroepanalyse bleek dat de diagnostische voorspelprestatie significant beter was in AI+ vergeleken met AI- voor de patiënten met een referentiediagnose COPD (gemiddelde verschilscore [95%-BI]: 15,9 [9,0-22,7]; p<0,0001). De significante voordelen van AI+ ten opzichte van AI- werden onafhankelijk van de functie van de arts (huisarts ja/nee) en de mate van spirometrietraining (‘National Spirometry Register’ ja/nee) vastgesteld.

Conclusie

De SPIRO-AID-studie is het eerste gerandomiseerde onderzoek dat een AI-interventie voor de eerste lijn heeft geëvalueerd. De toevoeging van beslissingsondersteunende AI-software verbeterde significant de diagnostische voorspellingsprestatie van artsen in de eerste lijn bij het beoordelen van spirometrie. De grootste verbetering werd waargenomen bij patiënten met COPD. Het voordeel van AI+ werd vastgesteld, ongeacht de functie van de arts of eerdere spirometrietraining. Vervolgonderzoek zal zich richten op de implementatie van deze AI-interventie in de dagelijkse klinische praktijk.

Referentie

Doe G, et al. SPIROmetry interpretation in primary care with or without Artificial Intelligence Decision support software (SPIRO-AID). Gepresenteerd tijdens ERS 2024; Presentatie 999.