基于深度学习的结直肠息肉实时测量系统测量结直肠息肉尺寸的验证研究

摘要

背景 结肠镜下息肉切除术可显著降低结直肠癌的患病风险，适宜的息肉切除手术方式和术后的监测间隔主要取决于结肠镜检查中对结肠息肉大小测量的准确率。目的 评估基于深度学习的结直肠息肉实时测量系统（ENDOANGEL-CPS系统）在白光内镜下测量结直肠息肉尺寸的效能。方法 利用ENDOANGEL-CPS系统评估息肉的深度，结合结肠镜的透镜参数自动计算息肉的直径，该系统通过虚拟内镜视频训练深度评估模型完成开发训练，并通过7个结肠视频的730张图像进行了测试；在9个粘贴模型息肉的模拟结肠视频中评估了该系统的性能。收集武汉市第八医院2022年6—8月已知结直肠息肉且行内镜下治疗或切除潜在的结直肠息肉患者的36个内镜视频影像，在收集到的真实内镜检查视频中完成ENDOANGEL-CPS系统验证，并同时评估5名内镜医师（1名高级医师、2名中级医师、2名初级医师）测量息肉大小的准确性，以游标卡尺测量内镜切除后息肉的尺寸为金标准。结果 ENDOANGEL-CPS系统测量值与真实值之间的一致性相关系数（CCC）为0.84(95%CI=0.67～0.89),ENDOANGEL-CPS系统测量的平均相对误差为17.94%(0,25.00%)。所有医师测量的中位息肉尺寸与真实值之间的CCC为0.45(95%CI=0.25～0.56)，平均相对误差为35.19%(16.67%,50.00%)；初级医师测量的中位息肉尺寸与真实值之间的CCC为0.84(95%CI=0.67～0.89)，平均相对误差为40.00%(25.00%,50.00%)；中级医师测量的中位息肉尺寸与真实值之间的CCC为0.32(95%CI=0.11～0.45)，平均相对误差为26.79%(16.07%,50.00%)；高级医师测量的中位息肉尺寸与真实值之间的CCC为0.74(95%CI=0.40～0.82)，平均相对误差为25.66%(8.33%,35.00%)。结论 ENDOANGEL-CPS系统有望提高结直肠息肉尺寸测量的准确性，为基于息肉尺寸制定的术后监测方案提供重要参考依据。

关键词

结直肠息肉 / 深度学习 / 人工智能