人工智能电子阴道镜辅助诊断系统的可行性评估

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目的:子宫颈癌严重威胁女性健康,发病率在女性恶性肿瘤中占据第一或第二位,通过早期发现、早期治疗可以有效降低其发病率和死亡率。我国政府高度重视,全国各地陆续开展了不同层次的子宫颈癌防治工作。由于阴道镜检查受基层医生/技术人员专业水平限制和主观判断影响较大,子宫颈组织病灶识别、诊断方面易出现漏诊、误诊。因此,本研究为帮助基层医生快速、实时识别可疑部位并给出初步诊断,提高筛查的有效性,研发人工智能电子阴道镜辅助诊断系统,评估其对宫颈病变的诊断能力,探讨其潜在应用前景。方法:本研究选择2014年11月至2017年12月期间在深圳市妇幼保健院宫颈科接受宫颈检查的10000例女性患者的资料进行研发人工智能电子阴道镜辅助诊断系统,将数据按照80:20的比例分为学习集(8000例)和测试集(2000例),2000例女性患者用于验证其诊断能力,以组织病理学诊断为金标准,将人工智能电子阴道镜辅助诊断系统拟诊的结果与阴道镜医师拟诊的结果进行对比分析。结果:以组织病理学为金标准,人工智能电子阴道镜辅助诊断系统(AI)诊断宫颈病变(低级别病变、高级别病变、癌)的准确率为80.4%,阴道镜医师诊断宫颈病变准确率为71.2%,差异有显著性(X~2=46.141,P<0.05)。以组织病理学宫颈鳞状上皮内高度病变+(HSIL+)为阈值临界点,人工智能电子阴道镜下诊断的灵敏度为91.2%,特异度为85.8%,约登指数为0.77,符合率为88.0%,Kappa值为0.75,阳性预测值为80.4%,阴性预测值为94.0%。阴道镜医师诊断宫颈病变准确率为71.2%,阴道镜医师拟诊的灵敏度为75.9%,特异度为85.0%,约登指数为0.609,符合率为81.5%,Kappa值为0.61,阳性预测值为76.4%,阴性预测值为84.6%。进一步分析阴道镜诊断的准确性发现,AI和阴道镜医师的灵敏度分别为91.2%和75.9%,差异有显著性(X~2=14.734,P<0.05);特异度分别为85.8%和85.0%,差异无显著性(X~2=2.154,P>0.05),AI阳性预测值高于阴道镜医师。结论:本研究利用临床宫颈门诊回顾性数据集构建基于人工智能的电子阴道镜辅助诊断系统,研究表明,AI诊断诊断宫颈病变的准确率较高,诊断高级别病变时的灵敏度、阳性预测值亦较高;与基层阴道镜医师相比,AI诊断宫颈病变的灵敏度、准确率更高,有望帮助基层医生更准确地辨别高级别病变的患者,提升阴道镜检查诊断能力,减少假阴性造成的漏诊和假阳性造成的盲目活检所引起的组织损害,提高宫颈癌筛查CIN2+的检出率,为基层癌症早筛和预防提供坚实保障。
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