AI 助力眼科诊断:提升眼前段疾病诊断准确率的新突破

【字体: 时间:2025年02月12日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究 AI 对眼科医生诊断眼前段疾病准确性的影响,研究人员以 CorneAI 为对象展开研究。结果显示,CorneAI 辅助下,眼科医生诊断准确率显著提升。这表明 AI 在眼科诊断中有重要价值,有望改善临床诊断。

  在眼科领域,远程医疗发展迅速,人工智能(AI)也逐渐应用于多种疾病的诊断和管理,比如眼科疾病中的感染性角膜炎。然而,AI 辅助角膜疾病诊断的效果尚未完全明确。为了探究 AI 在眼科诊断中的作用,来自日本多所大学附属医院的研究人员开展了相关研究,其成果发表于《Scientific Reports》。这项研究意义重大,若 AI 能有效助力眼科诊断,将提升诊断效率和准确性,改善患者的就医体验,尤其在远程医疗场景中,能让更多患者受益。
研究人员用到的主要关键技术方法有:收集来自 13 个合作机构的 807 例患者的眼前段图像,包括智能手机(iPhone 13 Pro)和裂隙灯显微镜拍摄的图像;采用深度学习算法 You Only Look Once(YOLO)Version 5(YOLO V.5)构建 CorneAI 模型;邀请 40 名眼科医生(20 名专家和 20 名住院医生)对图像进行分类诊断,并对比有无 CorneAI 辅助时的诊断结果 。

研究结果


  1. CorneAI 的诊断准确性:在对 100 张图像(50 例眼睛的智能手机和裂隙灯图像各 50 张)的分类中,CorneAI 的总体分类准确率为 86.0%。其中,对正常情况、角膜瘢痕、眼表肿瘤等疾病的诊断准确率较高;对感染性角膜炎、免疫性角膜炎和原发性闭角型青光眼的诊断准确率相对较低。在不同成像设备图像上,智能手机图像准确率为 84.0%,裂隙灯图像准确率为 88.0%,两者无显著差异。
  2. 眼科医生的诊断准确性:在没有 CorneAI 辅助时,眼科医生的总体分类准确率为 79.2±7.9%,专家的准确率(82.8+5.4%)显著高于住院医生(75.6+8.4%) ,但智能手机图像和裂隙灯图像的诊断准确率无显著差异。在有 CorneAI 辅助后,总体分类准确率显著提升至 88.8±5.3%,智能手机图像和裂隙灯图像的诊断准确率也均显著提高。在一些原本诊断准确率低于 70% 的图像中,有 19 张在 CorneAI 辅助下准确率显著提升。
  3. 诊断时间:没有 CorneAI 辅助时,专家完成 100 张图像分类的平均时间为 4.0 ± 1.4 秒 / 张,住院医生为 5.4 ± 4.3 秒 / 张;有 CorneAI 辅助后,专家和住院医生的时间均有所缩短,分别为 3.8 ± 1.4 秒 / 张和 4.3+3.2 秒 / 张,且 CorneAI 的响应时间约为 0.1 秒,显著短于医生。

研究结论与讨论


研究表明,CorneAI 辅助能显著提高眼科医生对眼前段彩色图像的诊断准确率。尽管 CorneAI 主要基于裂隙灯图像训练,但对智能手机图像也有较好的诊断效果,这显示了其通用性和可推广性。AI 辅助诊断在多种疾病诊断中都有重要意义,尤其在眼科领域,能帮助医生更准确地诊断感染性角膜炎等疾病,有助于选择合适的眼药水进行治疗。

然而,研究也存在一定局限性。参与研究的眼科医生均来自大学附属医院,与普通医院或诊所的医生可能存在差异;两次测试间隔 2 - 4 周,虽然问题顺序随机打乱,但医生仍可能存在记忆效应影响结果。尽管如此,该研究为 AI 在眼科诊断中的应用提供了重要依据。未来,进一步优化 AI 模型,如使用更多智能手机图像进行训练,有望提升其诊断准确率,为眼科临床诊断和远程医疗提供更有力的支持。

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