临床研究
人工智能在社区糖尿病视网膜病变诊断及转诊中的应用
中华实验眼科杂志, 2022,40(12) : 1158-1163. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20220316-00108
摘要
目的

探索人工智能(AI)在社区糖尿病视网膜病变(DR)诊断和转诊中的应用价值。

方法

采用诊断试验研究方法,纳入2020年1月1日至2021年12月31日就诊于东莞市3个社区医院的糖尿病患者421例812眼,其中男267例,占63.42%,女154例,占36.58%;年龄18~82岁,平均(51.72±11.28)岁;病程0~30年,平均3.00(1.00,7.00)年。收集以黄斑为中心的50°彩色眼底照片,建立DR图片库。所有病例图像分别由AI DR诊断系统、经过培训的社区医生组、眼科专家组作出分级诊断:有无DR、有无具有转诊意义的糖尿病视网膜病变(RDR)及转诊推荐。以眼科专家组诊断结果为金标准,分析该AI系统诊断DR的敏感性及特异度;分别比较该AI系统和社区医生诊断DR,尤其是RDR的一致性及有效转诊率。

结果

所有入组彩色眼底照片中,无DR 570眼,轻度非增生性糖尿病视网膜病变(NPDR)23眼,中度NPDR 120眼,重度NPDR 60眼,增生性糖尿病视网膜病变(PDR)39眼。AI系统诊断DR的敏感性及特异度分别为87.60%和97.89%,诊断RDR的敏感性及特异度分别为90.41%和96.29%。与眼科专家判读结果相比,AI系统诊断DR和RDR的Kappa系数均为0.87,诊断一致性低于经过培训的社区医生组(Kappa系数分别为0.93和0.98)。在眼科专家建议转诊的病例中,AI系统有效转诊率为90.87%(199/219),略高于社区医生组的89.50%(196/219),但差异无统计学意义(P=1.000)。

结论

该AI系统诊断DR,尤其是RDR的敏感性、特异度及一致性均较高。与培训后的社区医生相比,AI系统能更有效转诊RDR。

引用本文: 董秀清, 杜绍林, 刘华秀, 等.  人工智能在社区糖尿病视网膜病变诊断及转诊中的应用 [J] . 中华实验眼科杂志, 2022, 40(12) : 1158-1163. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20220316-00108.
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目前,糖尿病患病率日益升高,预计到2040年,全球将有6.42亿糖尿病患者[1]。糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)作为其主要并发症之一,已成为我国工作年龄人群盲和低视力的主要原因[2,3],给个人、家庭及社会造成巨大的经济负担。DR引起的严重视力丧失可通过早期诊断、及时干预避免[4],因此对糖尿病患者进行早期DR筛查尤为重要。在我国,分级诊疗模式的实施使大量糖尿病患者被分流至社区医院进行慢性病管理[5]。由于缺乏专业眼科人才,社区医院无法对其管理的糖尿病患者进行早期诊断及定期DR筛查。许多社区医院目前仍依赖传统的远程阅片模式,面临着人工阅片效率低、结果反馈滞后及转诊不及时等问题[6]。因此,提高社区糖尿病患者彩色眼底照片的判读效率及准确性成为亟需解决的问题。近年来,深度学习算法的快速进展使人工智能(artificial intelligence,AI)检测DR的敏感性及特异度均得到显著提升[7,8]。但关于AI在社区临床应用场景中的实际效能及其与社区医生相比在DR诊断及转诊方面的效能差异尚缺乏深入探索。因此,本研究拟通过比较AI及社区医生诊断、转诊DR的效能,探索AI在社区医院中应用于DR筛查、诊断和转诊中的可行性及价值。

 
 
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