论著
基于深度学习的幽门螺杆菌人工智能辅助诊断系统研究
中华消化内镜杂志, 2023,40(2) : 109-114. DOI: 10.3760/cma.j.cn321463-20211021-00473
摘要
目的

构建一套内镜下识别幽门螺杆菌(Helicobacter PyloriHP)感染多重特征的人工智能辅助诊断系统,并评估其在真实临床病例中的表现。

方法

回顾性收集2020年1月—2021年3月在武汉大学人民医院消化内镜中心同时间段行13C呼气试验和胃镜检查的1 033例受检者资料,13C呼气试验阳性(定义为HP感染)为病例组(485例),13C呼气试验阴性为对照组(548例)。将提示HP阳性和HP阴性的各类黏膜特征胃镜图像,以及以案例为单位的HP阳性和HP阴性病例胃镜图像以8∶1∶1的比例随机分配到训练集、验证集和测试集,基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)开发一套识别HP感染的人工智能辅助诊断系统,其中,CNN可识别并提取每例患者内镜图像中的黏膜特征,生成特征向量,然后LSTM接收特征向量,综合判断HP感染状态。以灵敏度、特异度、准确率和受试者工作特征曲线下面积评估系统的诊断性能。

结果

该系统对结节样改变、萎缩、肠上皮化生、黄斑瘤、弥漫性发红+点状发红、黏膜肿胀+皱襞肿大蛇形+黏液白浊和HP阴性特征的诊断准确率分别为87.5%(14/16)、74.1%(83/112)、90.0%(45/50)、88.0%(22/25)、63.3%(38/60)、80.1%(238/297)和85.7%(36/42)。其综合判断患者HP感染的灵敏度、特异度、准确率和受试者工作特征曲线下面积分别为89.6%(43/48)、61.8%(34/55)、74.8%(77/103)和0.757,其诊断准确率与内镜医师白光下诊断HP感染的准确率相当(74.8%比72.1%,χ2=0.246,P=0.620)。

结论

本研究开发的系统在评估HP感染方面具有较好的诊断性能,可用于辅助内镜医师判断HP感染状态。

引用本文: 张梦娇, 吴练练, 邢达奇, 等.  基于深度学习的幽门螺杆菌人工智能辅助诊断系统研究 [J] . 中华消化内镜杂志, 2023, 40(2) : 109-114. DOI: 10.3760/cma.j.cn321463-20211021-00473.
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幽门螺杆菌(Helicobacter pyloriHP)感染是全球相当普遍的传染病之一,据估计HP感染人数占全球人口的40%~50%1, 2HP感染被认为是胃癌的主要原因,研究表明大约89%的胃癌可归因于HP感染3, 4,而根除HP治疗可明显降低胃癌的风险35。因此,及早发现并根除HP对于预防胃癌的发生至关重要。内镜下胃癌早期胃黏膜通常只表现出细微的变化,而HP感染引起的黏膜充血、水肿、肠上皮化生等特征使病变的表面及边缘更难以观察6, 7,因此HP感染的识别对于早期胃癌的发现和诊断策略至关重要。然而,在我国大多数人群内镜检查前并未进行HP筛查,因此寻找一种内镜下识别HP感染的方法有重要意义。

 
 
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