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表 1 AI 辅助诊断系统在宫颈细胞学检测中的应用情况
Table 1 Application of AI-assisted diagnostic system in cervical cytology detection
时间
作者 地点 例数 图像数据集 种类 细胞 训练软件 优势
(年)
188 542 张图块(121 940 初筛 / 分诊中在诊断
[13]
BAO 等 2020 多中心观察研究 2 145 8 329 张数字细胞图像 TBS 制片 深度学习算法
张异常 /66 602 张正常 CIN 2+ 级的准确性较优
BAO 等 [14] 2020 多中心观察研究 703 103 703 103 份细胞学样本 TBS 制片 未知 深度学习算法 识别大部分正常细胞
TANG 等 [15] 2021 深圳市妇幼保健院 10 601 2 167 份细胞学样本 TBS 制片 42 078 异常细胞 RetinaNet 实时辅助诊断
WENTZENSEN 等 [16] 2020 俄克拉荷马大学 4 253 431 份样本训练 P16/Ki-67 双 431 份图像〔8 956 DS(+) CNN4+IncV3 具有自动化、客观性及
健康科学中心 /3 504 份样本验证 重染色涂片 /10 692 DS(-)图块训练〕 较强的稳定性
81 727 份样本训练 适用于不同设备,阅片
[17]
ZHU 等 2021 中国 5 个医疗中心 未知 TBS 制片 未知 AIATBS
/34 403 份样本验证 速度 <180 s/ 玻片
宫颈细胞学 Faster R-CNN- 自动识别检测整张巴氏
[18]
LI 等 2021 未知 500 张阳性 /300 张阴性 巴氏涂片 未知
图像数据集 FPN 模型 图像
注:TBS= 贝塞斯达系统,CIN= 宫颈上皮内瘤变,DS= 双重染色,CNN= 卷积神经网络,ResNet= 残差神经网络,AIATBS= 人工智能辅助诊
断解决方案,R-CNN= 基于区域的卷积神经网络,FPN= 特征金字塔网络,CIN 2+=CIN 2 级以上病变
决定作用,但不同医师的主观性及异质性差异较大 [22] , 病变 [15] 。
日常阅片工作中存在无穷尽地寻找细胞涂片、对异常细 (7)数据积累。现代计算机技术的迅速进步、数
胞保持持续警惕、可重复性差等一系列问题,AI 辅助 据的积累可使 AI 系统、机器学习、神经网络学习更智能,
细胞学系统与人工阅片的双重结合为解决这些困难提 使用更广泛。
供了机会 [12] 。有研究发现 AI 模型检出 CIN 2 级和 CIN 当然机遇与挑战并存,AI 细胞学辅助诊断系统真
3+ 级的准确率分别达到 92.6% 和 96.1%,显著高于或 正用于临床还存在诸多的挑战 [24] ,例如:
接近人工阅读 [13] ,更有力地证明 AI 可以辅助细胞学 (1)AI 兼容问题。临床上细胞学产品众多,品质
医师更准确地筛查宫颈发育不良细胞。 参差不齐;制片方式多样,如单层膜式、多层沉降式、
(3)提高诊断效率 [15,17] 。通过 AI 可加强细胞学 多层离心电片;玻片质量欠佳,如细胞分布不均、细胞
技术、诊断质量控制,降低单片的筛查时间,提高宫颈 重叠、涂片厚、背景模糊(黏液、细菌以及污染物)、
细胞学筛查的诊断效率,使每个显微镜视野的推理和标 染色质量不均衡等。
注时间短至 200 ms [15] 。 (2)扫描质量的标准化问题。目前存在扫描仪参
(4)提高病变检出率。AI 系统与 p16/Ki-67 双重 数不同、扫描层数及时间受限、扫描倍数不统一等问
染色细胞学涂片相结合,其阳性率低于巴氏细胞学和 题,因此欠缺可靠的扫描技术标准也是影响算法的重要
人工双重染色,且具有相同的灵敏度和更高的特异度 因素。
(P<0.001) [16] ,从而提高 CIN 及以上病变的检出率, (3)数据集不一。图像标注主观性强,一致性低;
降低假阴性率,减少漏诊率,增加细胞学与活检病理结 现有从业人员不具备相应资质,导致阅片水平不同,造
果的一致性。 成标注准确性不稳定;对于病理的有效性和正确性没有
(5)通过远程网络实现辅助诊断,解决不同地理 监管机制;大量的低质量甚至无效数据充斥着各个研发
区域卫生资源不平等问题。曾有报道采用 AI 辅助细胞 厂家;对于有争议的病例,并没有标准的符合和剔除
学系统对自然人群的宫颈癌筛查进行阅片 [23] ,现国内 规定。
也利用 AI 系统完成了 70 万自然人群的筛查阅片 [14] , 综上所述,当前 AI 在宫颈癌筛查中的快速普及面
由此表明该阅片模式具有可行性,潜在揭示该模式有望 临着数据透明度、质量及解释等方面的挑战。虽然目前
成为首选筛查方案,使更多 LMICs 人群受益。 有关 AI 细胞学辅助诊断系统的研究主要基于回顾性数
(6)辅助规范化培训病理学专业的初学者。培训 据集,但相信新型的 AI 算法指导的前瞻性研究会将 AI
细胞学医师周期长,而 AI 显微镜可用于培训或成为初 推向宫颈癌筛查的前沿。在未来,希望 AI 算法适用于
学者的虚拟助手。对非专业实践的学员可从教学文件或 各种染色方案、多种型号设备以及不同制片标准的细胞
经高年资细胞学医师筛选出典型细胞学涂片,通过 AI 学样本,进而辅助细胞学医师尽可能识别各种组织来源
显微镜实时辅助提示异常细胞;还可标记涂片中非确定 的异常细胞,同时辅助诊断各类炎性疾病,自动识别各
细胞以寻求指导。AI 显微镜可帮助初学者更快地掌握 种感染性细菌以及病毒,缩短诊断周期,提高识别效率;
各种异常细胞并减少假阴性,尤其 LSIL 及以上(LSIL+) 另外,希望国家推出免费的 AI 图像云平台,辅助初级