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目的:使用深度学习(DeepLearning,DL)技术对扫频AS-OCT前房角图像的开放或关闭进行自动检测,并评估该方法的临床检验效能。
方法:本研究为诊断性研究,收集2016年5月到2017年12月就诊于汕头大学·香港中文大学联合汕头国际眼科中心(JSIEC)的原发性闭角型青光眼(包括原发性急性闭角型青光眼及原发性慢性闭角型青光眼)患者以及健康志愿者的扫频AS-OCT图像(TomeyOCT)。数据集被随机分为两部分:训练集(trainingdataset)和测试集(testingdataset),其中训练集用于算法训练,测试集用于评估模型的性能。使用深度学习的卷积神经网络(ConvolutionalNeuralNetwork,CNN)通过在训练集的迭代训练,直到模型收敛误差后在测试集上进行评估。使用基于ImageJ自编程序测量测试集中扫频AS-OCT图像前房参数,包括:中央前房深度(ACD),房角开放距离750(AOD750)和小梁网虹膜空间面积750(TISA750)。使用MedCalc15.2.2软件绘制深度学习模型和扫频AS-OCT前房参数的ROC曲线,计算并比较各自的曲线下面积。
结果:最终共纳入382例受试者14684张扫频AS-OCT图像,其中训练集14543张图像(房角关闭组123例患者3067张图像,房角开放组118例志愿者11476张图像),测试集141张图像(房角关闭组71例患者71张图像,房角开放组70例志愿者70张图像)。使用深度学习的方法自动检测扫频AS-OCT房角关闭图像的准确率为95.03%,特异性为94.29%,灵敏性为95.77%,ROC曲线下面积(AUC)达0.995(95%置信区间,0.964-1.0)。将ACD,AOD750,TISA750作为诊断标准时,得到的AUC分别为0.838(95%置信区间,0.766-0.894),0.963(95%置信区间,0.917-0.987)和0.976(95%置信区间,0.935-0.994),且ACD、AOD750的AUC均低于深度学习所得出的结果,差异具有统计学意义(p<0.05),TISA的AUC跟深度学习所得出的结果无明显统计学差异(p>0.05)。
结论:本研究所提出的基于深度学习的方法能够实现自动检测扫频AS-OCT图像中的前房角开放或关闭,并实现较高的检验效能,其结果甚至优于传统的基于软件测量的某些前房参数检验结果。
方法:本研究为诊断性研究,收集2016年5月到2017年12月就诊于汕头大学·香港中文大学联合汕头国际眼科中心(JSIEC)的原发性闭角型青光眼(包括原发性急性闭角型青光眼及原发性慢性闭角型青光眼)患者以及健康志愿者的扫频AS-OCT图像(TomeyOCT)。数据集被随机分为两部分:训练集(trainingdataset)和测试集(testingdataset),其中训练集用于算法训练,测试集用于评估模型的性能。使用深度学习的卷积神经网络(ConvolutionalNeuralNetwork,CNN)通过在训练集的迭代训练,直到模型收敛误差后在测试集上进行评估。使用基于ImageJ自编程序测量测试集中扫频AS-OCT图像前房参数,包括:中央前房深度(ACD),房角开放距离750(AOD750)和小梁网虹膜空间面积750(TISA750)。使用MedCalc15.2.2软件绘制深度学习模型和扫频AS-OCT前房参数的ROC曲线,计算并比较各自的曲线下面积。
结果:最终共纳入382例受试者14684张扫频AS-OCT图像,其中训练集14543张图像(房角关闭组123例患者3067张图像,房角开放组118例志愿者11476张图像),测试集141张图像(房角关闭组71例患者71张图像,房角开放组70例志愿者70张图像)。使用深度学习的方法自动检测扫频AS-OCT房角关闭图像的准确率为95.03%,特异性为94.29%,灵敏性为95.77%,ROC曲线下面积(AUC)达0.995(95%置信区间,0.964-1.0)。将ACD,AOD750,TISA750作为诊断标准时,得到的AUC分别为0.838(95%置信区间,0.766-0.894),0.963(95%置信区间,0.917-0.987)和0.976(95%置信区间,0.935-0.994),且ACD、AOD750的AUC均低于深度学习所得出的结果,差异具有统计学意义(p<0.05),TISA的AUC跟深度学习所得出的结果无明显统计学差异(p>0.05)。
结论:本研究所提出的基于深度学习的方法能够实现自动检测扫频AS-OCT图像中的前房角开放或关闭,并实现较高的检验效能,其结果甚至优于传统的基于软件测量的某些前房参数检验结果。