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彩票365网站首页-柳叶刀• 肿瘤学 | 人工智能GRAIDS比美内镜医生,徐瑞华教授团队有望完成上消化道肿瘤早诊早治

作者:admin 发布时间:2019-11-17 00:47:38 浏览次数:156
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上消化道肿瘤(包含食管癌和胃癌)是最常见的恶性肿瘤之一,也彩票365网站首页-柳叶刀• 肿瘤学 | 人工智能GRAIDS比美内镜医生,徐瑞华教授团队有望完成上消化道肿瘤早诊早治是全球范围内癌症相关逝世的主要原因。上消化道肿瘤早诊早治是进步效果的要害。而内镜查看及活检仍是上消化道癌前期确诊的金规范。现在,我国的内镜医生非常缺少,另一方面,因为前期上消化道肿瘤常缺少典型的内镜下表征,极易漏诊,加之其他要素,导致我国前期上消化道肿瘤的检出率低(不到10%)。中山大学肿瘤防治中心的徐瑞华教授团队展开了一项研讨,成功研制出上消化道癌内镜人工智能辅佐确诊体系,该研讨成果近来刊登在《柳叶刀 肿瘤学》杂志(影响因子:35.386)。

研讨布景

大多数上消化道肿瘤确诊时为晚期,整体预后不良,假如及早发现,其5年生存率彩票365网站首页-柳叶刀• 肿瘤学 | 人工智能GRAIDS比美内镜医生,徐瑞华教授团队有望完成上消化道肿瘤早诊早治可超越90%。 上消化道内镜技能,例如窄带成像放大内镜和共聚集激光内镜技能已在许多国家展开,这使上消化道肿瘤的检出率添加、逝世率下降。可是,在欠发达区域或偏远区域,甚至在许多进行内镜查看的国家,上消化道肿瘤的内镜查看的漏检率依然很高。 运用深度学习算法的人工智能在医学成像范畴取得了重要发展,但在上消化道肿瘤范畴的运用却非常有限。本研讨旨在经过剖析临床内镜的成像数据,开发和评价胃肠道人工智能确诊体系(Gastrointestinal Artificial Intelligence Diagnostic System ,GRAIDS)用于确诊上消化道肿瘤的潜能。

研讨办法

这项多中心、病例对照、确诊性研讨在我国六家不同等级的医院展开。从一切参加医院中搜集未曾接受过内镜查看的18岁或以上受试者的接连图画。经组织学证实为上消化道恶性肿瘤(包含食道癌和胃癌)的患者契合入组规范。中山大学肿瘤防治中心的图画被随机分配(8:1:1)用于实验、开发GRAIDS的本底验证数据和评价GRA万物生长IDS功能的验证数据。运用中山大学肿瘤防治中心以及其他5家医院的前瞻性数据验证其确诊功能。并将GRAIDS的功能与三个专业等级的内镜医生进行比照。评价GRAIDS和内镜医生对癌病变辨别的确诊精确性、敏感性、特异性、阳性猜测率和阴性猜测率。

研讨成果

2009年1月12日至2017年9月30日期间,搜集了20352例患者的314726张上消化道内镜图画(图1),排除了1587例(7.8%)患者的图画,终究纳入了癌症病变患者的图画(n= 39462),将未患癌症的11745例患者作为照组,2018年7月21日至11月20日期间,SYSUCC前瞻性地搜集并登记了4317张癌症患者的图画和62433张对照组图画,加上其他五家医院搜集的数据,共有来自84424例患者的1036496张内镜图画用来开发和测验GRAIDS。

图1 GRAIDS开发和评价流程图

实验组、本底验证组、内部验证组、前瞻性验证组中上消化道肿瘤的患病率别离为50.2%(7557/15040)、51.0%(938/1839)、50.8%(959/1886)和32.0%(574/1794)。

在一切7个验证亚组中,GRAIDS对上消化道肿瘤患者的识别率较精确(表1)。在SYSUCC内部验证组、前瞻性验证组中的确诊精确率别离为0.955 (95% CI 0.952 ~0.957)和0.927(0.925~0.929)。外部验证的精确率也较高,江西省肿瘤医院、广东省人民医院、梧州市红十字会医院、普宁人民医院、揭阳市人民医院的精确率别离为0.915、0.949、0.977、0.970、0.947。在一切验证组中,GRAIDS的敏感性、特异性、阴性猜测率(NPV)都超越90%,阳性猜测率(PPV)从0.彩票365网站首页-柳叶刀• 肿瘤学 | 人工智能GRAIDS比美内镜医生,徐瑞华教授团队有望完成上消化道肿瘤早诊早治384到0.889不等(表1)。一切验证组中,假阳性率均低于10%。

表1 不同验证组中的GRAIDS功能

相同,在5个外部验证组中均调查到了较高的AUC值(0.966[0彩票365网站首页-柳叶刀• 肿瘤学 | 人工智能GRAIDS比美内镜医生,徐瑞华教授团队有望完成上消化道肿瘤早诊早治965-0967]~ 0.990[0.990 – 0.991])(图2)。

图2 GRAIDS确诊上消化道肿瘤的AUC

GRAIDS和内镜医生辨别前瞻性验证搜集的4532张图画,其间1102张(24.3%)癌症图画和3430张(75.7%)对照图画,测验成果见表2。GRAIDS检测上消化道肿瘤的精确率为0.928 (95% CI 0.919~0.937)。

三类内镜医生和GRAIDS确诊的特异性均大于0.90。相比之下,内镜医生的敏感度差异很大,GRAIDS与内镜专家的敏感度相似(0.942 vs 0.945),而其敏感性显着高于一般内镜医生(0.858,P<0.0001)和实习内镜医生(0.722,P< 0.0001)。

GRAIDS的PPV为0.814,精确性显着低于内镜专家(0.932,P<0.0001)和内镜医生(0.974, P<0.0001),但与实习内镜医生相似(0.824,P=0.580)。

当联合GRAIDS运用时,专家、医生和实习医生的PPV均显着下降(0.793、0.812、0.747,一切P< 0.0001)。

表2 GRAIDS和内镜医生识别上消化道肿瘤的才能比较

GRAIDS能够辨别出大多数会被内镜医生过错分类的癌症图画,其间,内镜专家、内镜医生、实习内镜医生别离占70.5%(43/61)、84.7%(133/157)、86.9%(266/306)(图3)。

当联合GRAIDS时,专家的敏感性能够得到显着改进(0.984,P<0.0001),内镜医生(0.978,P<0.0001)和实习内镜医生(0.964, P<0.0001)的敏感性也得到显着改进,与专家水平附近。

图3 GRAIDS和内镜医生识别上消化道肿瘤的才能比较

研讨定论

GRAIDS在检测上消化道肿瘤方面具有较高的确诊精确性,敏感性与内镜专家附近,优于一般内镜医生。GRAIDS人工智能体系可辅佐社区医院的确诊和查看,以进步上消化道肿瘤确诊的有效性。

参考文献:

Huiyan Luo, Guoliang Xu, Chao彩票365网站首页-柳叶刀• 肿瘤学 | 人工智能GRAIDS比美内镜医生,徐瑞华教授团队有望完成上消化道肿瘤早诊早治feng Li, etal. Real-time artificial intelligence for detection of upper gastrointestinal cancer by endoscopy: a multicentre,case-control, diagnosticstudy. Published Online October 4, 2019.

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