论著
基于深度学习的超声内镜下消化道黏膜下肿物诊断系统
中华消化杂志, 2022,42(7) : 464-469. DOI: 10.3760/cma.j.cn311367-20220121-00042
摘要
目的

构建基于深度学习的超声内镜下消化道黏膜下肿物(SMT)诊断系统,为诊断SMT提供帮助。

方法

纳入2019年1月1日至2021年12月15日于武汉大学人民医院消化内镜中心行超声内镜检查术(EUS)和内镜黏膜下剥离术的245例经病理诊断证实的SMT患者,共收集3 400张EUS图像。选取2 722张EUS图像用于训练病灶分割模型,2 209张图像用于训练胃肠道间质瘤与平滑肌瘤病灶分类模型;分别选取283、191张图像作为独立测试集对病灶分割和分类模型进行评估;选取30张EUS图像作为独立数据集进行人机比赛以比较病灶分类模型与6名内镜医师的病灶分类准确度。采用交并比和Dice系数等指标评估病灶分割模型性能,采用准确度评估病灶分类模型性能。采用卡方检验进行统计学分析。

结果

病灶分割模型的平均交并比为0.754,Dice系数为0.835,精确率、召回率和F1指数分别为95.2%、98.9%和97.0%。在病灶分割的基础上,病灶分类模型的准确度由未分割时的70.2%提高至92.1%。人机比赛结果显示,分类模型鉴别胃肠道间质瘤与平滑肌瘤的准确度为86.7%(26/30),优于6名内镜医师中的4名医师[分别为56.7%(17/30)、56.7%(17/30)、53.3%(16/30)、60.0%(18/30)],差异均有统计学意义(χ2=7.11、7.36、8.10、6.13,均P<0.05);另2名医师的分类准确度分别为76.7%(23/30)、73.3%(22/30),与模型比较差异均无统计学意义(均P<0.05)。

结论

该系统在将来有望用于超声内镜下SMT的辅助诊断,为后续治疗决策的选择提供有力依据。

引用本文: 张晨霞, 李迅, 姚理文, 等.  基于深度学习的超声内镜下消化道黏膜下肿物诊断系统 [J] . 中华消化杂志, 2022, 42(7) : 464-469. DOI: 10.3760/cma.j.cn311367-20220121-00042.
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消化道黏膜下肿物(gastrointestinal submucosal tumor, SMT)指起源于黏膜层以下各层的隆起性病变,通常在常规上消化道内镜检查中被偶然发现。近年来,随着内镜检查的普及与超声内镜检查术(endoscopic ultrasonography, EUS)的逐渐成熟,SMT检出率显著提高[1]。SMT组织学类型多样,以胃肠道平滑肌瘤(以下简称平滑肌瘤)、胃肠道间质瘤(以下简称间质瘤)和异位胰腺较为常见[2]。通常长径<20 mm的SMT患者无明显临床症状,表现为良性病变,但仍有15%的SMT表现为恶性病变,尤其是来源于间叶组织的间质瘤,其往往因具有恶性潜能而需要治疗[3]。因此,间质瘤与其他SMT尤其是与其超声内镜下特征相似的平滑肌瘤的鉴别对患者治疗方式的选择、预后的判断至关重要。

 
 
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