人工智能輔助糖尿病視網(wǎng)膜病變篩查

人工智能輔助糖尿病視網(wǎng)膜病變篩查圖像數(shù)據(jù)采集與標(biāo)注規(guī)范2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義、縮略語糖尿病性視網(wǎng)膜病變(diabeticretinopathy，DR)是糖尿病性微血管病變中最重要的表現(xiàn)，是一種具有特異性改變的眼底病變，是糖尿病的嚴重并發(fā)癥之據(jù)是否出現(xiàn)視網(wǎng)膜新生血管為標(biāo)志，將沒有視網(wǎng)膜新生血管形成的糖尿病性視網(wǎng)膜病變稱為非增殖性糖尿病性視網(wǎng)膜病變(nonproliferativediabetic稱單純型或背景型)，而將有視網(wǎng)膜新生血管形成的糖尿病性視網(wǎng)膜病變稱為增殖性圖像標(biāo)注是指對圖像進行分類或?qū)D像中的感興趣區(qū)域進行識別并提取制作成要有人工數(shù)據(jù)標(biāo)注、自動數(shù)據(jù)標(biāo)注和外包數(shù)據(jù)標(biāo)注，人工數(shù)據(jù)標(biāo)注的好處是標(biāo)注結(jié)果比較可靠，自動數(shù)據(jù)標(biāo)注一般都需要二次復(fù)核，避免程序錯誤，外包數(shù)據(jù)標(biāo)注很多時進行眼底標(biāo)注的眼底圖像數(shù)據(jù)應(yīng)為脫敏（匿名化）數(shù)據(jù)，標(biāo)注者無法通過標(biāo)注DR：糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabeticretinopathDICOM：醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信(DigitalImagingandCommunicationsinMedicine，NPDR：單純型或背景型糖尿病視網(wǎng)膜病變(nonproliferativediabeticretinopathy，NPDR)PDR：增殖性糖尿病性視網(wǎng)膜病變(prolife4DR篩查眼底照相機要求（包括但不限于以下內(nèi)容）DR篩查所使用的眼底照相機要求在成像時可以同時顯示彩色和無赤光或黑白眼底圖像，2）免散大瞳孔拍攝應(yīng)滿足瞳孔直徑3.0m3）具有內(nèi)固視標(biāo)，至少滿足同時拍攝以黃斑為中心和以視盤5.1DR篩查的圖像視野、拍攝角度和瞳孔要求為了滿足DR篩查和每次隨訪的準(zhǔn)確性及便捷性，要求每只眼拍攝2張數(shù)碼眼底圖像。與單1）含有損傷威脅視力的最重要2個區(qū)域，即黃斑和視盤，且2個區(qū)域分別位于眼底圖像的2）雙視野要比單視野覆蓋的視網(wǎng)膜區(qū)域大，約覆蓋60°3）能夠幫助區(qū)分偽影及照相機自身或拍攝過程中的缺陷，如照像視野1(F1):以視盤為中心，展示視盤及以視盤為中心的30°~55°視網(wǎng)膜。照像視野2(F2):以黃斑為中心，展示黃斑，區(qū)及以黃斑為中心的30°~55°視網(wǎng)膜。散大瞳孔模式(要求瞳孔直徑≥5.5mm)和免散大瞳孔模式(要求瞳孔直徑≥3.3～4.0mm)均可。在無禁忌證的情況下，應(yīng)充分散大瞳孔后檢查。若患者瞳孔無法充分散大，瞳孔直徑>3.3~4.0mm且<5.5mm時，可按下“SmallPupilSwitch”并切換視野角度進行拍攝。若瞳孔直徑<3.3~要求眼底照相對焦準(zhǔn)確，正常人的眼底像上視網(wǎng)膜主干血管及1）眼底圖像曝光適度即眼底圖像亮度適中。眼底圖像曝光過強表現(xiàn)為視盤蒼白，視盤表面血管甚至視盤、視杯的邊界不易分辨，后極部視網(wǎng)膜反光增強等。過度曝光時圖像周邊的亮區(qū)可使周邊部視野模糊。若出現(xiàn)此情況，應(yīng)減小曝光或增益后拍攝額外的圖像，同時保存2張2）老年人及屈光間質(zhì)混濁者為避免圖像過暗可適當(dāng)增加曝光強度，但青少年應(yīng)避免曝光過強。眼底像曝光情況在正常人以視盤表面小血管及后極部視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層可分辨作為參照。對于屈光不正患者，常常需借助屈光補償進行調(diào)節(jié)。屈光補償分為+、-、0、A共4個擋位。2）-擋(-9.00～-23.00D):針對高度近視4）無屈光不正患者調(diào)整到0位。若屈光補償擋位在+、-或A，當(dāng)切換到眼底時監(jiān)視器中的為了進一步統(tǒng)一DR篩查中眼底圖像的采集和存儲操作，提高DR眼底篩查的規(guī)范化，以下規(guī)定了DR篩查眼底圖像采集、質(zhì)量判讀及存儲的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范。同時，眼底圖像可信度的評6.1拍攝位置要求:達標(biāo)、勉強達標(biāo)、未達標(biāo)6.2清晰度要求:達標(biāo)、勉強達標(biāo)、未達標(biāo)6.3可讀范圍要求:達標(biāo)、勉強達標(biāo)、未達標(biāo)免散瞳孔眼底照相機在拍照過程中，由于瞳孔較小或拍攝時曝光瞬間瞳孔收縮，導(dǎo)致眼底圖像周邊區(qū)域不可讀或黃斑區(qū)暗影，影響眼底圖像的閱讀。對眼底圖像的可讀范圍進行評價，6.4整體質(zhì)量的最終可信度評估:良好、尚可、差對每只眼眼底圖像的整體質(zhì)量進行評估，采取單獨評定對于同一只眼2張圖像的拍攝位置、清晰程度、可讀范圍均要進行獨立評估。圖像的3項指標(biāo)均達到“達標(biāo)”，評定為整體“可信度良好”；3項指標(biāo)中任何一項為“未達標(biāo)”，評定為“可信度拍攝時應(yīng)即刻檢查所有眼底圖像的質(zhì)量，對于圖像質(zhì)量不符合要求者，應(yīng)予以刪除并重新拍攝時應(yīng)先拍攝患眼圖像，再拍攝對側(cè)眼圖像。拍攝時應(yīng)即刻審查所有數(shù)碼圖像的質(zhì)量，時提供眼底照相機照的外眼及眼前節(jié)像。眼底圖像異常表現(xiàn)通常與瞳孔較小有關(guān)?？赏ㄟ^一眼縮短患者眼睛暴露在明亮燈光下的時間，降低檢視燈和檢查室房間的亮度，以提高患者拍攝時的依從性。適時要求患者眨眼，以確保角膜清晰。如需散瞳后進行眼底照相，應(yīng)在眼科醫(yī)高度近視眼患者由于后鞏膜葡萄腫或其他原因，很可能出現(xiàn)整個拍攝視野無法清晰聚焦的眼底照相機鏡頭污跡特點是同一人的雙眼眼底圖像的同一部位以及不同人眼底圖像的同一部位均出現(xiàn)一致性的斑點狀或團霧狀斑塊，輕者不干擾對眼底圖像的判斷，重者可影響閱片結(jié)果，甚至可能造成誤診，如誤認為是微血管囊樣病變、出血斑、棉絨斑等。照相機鏡頭表面污拍攝眼底圖像時，若瞼裂睜開有限或眨眼，可導(dǎo)致出現(xiàn)睫毛或毛發(fā)虛影。尤其應(yīng)注意下眼眼底圖像可以本地存儲或傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，眼底圖像在進行標(biāo)注前可以將多余的黑邊裁拍攝完成所需的眼底圖像后，導(dǎo)出正確格式的相關(guān)圖像，即應(yīng)以全分辨率保存數(shù)字圖像。圖像存儲應(yīng)至少滿足以下一種格式要求:DICOM、無損壓縮的TIFF、無損壓縮的PNG和JEPG等拍攝完畢的眼底圖像須能夠上傳到電腦或網(wǎng)站進行自動分析、人工分析，并打印報告結(jié)果。采用公式sk=Σ=0，k=0，1，2，?,L-1對圖像直方圖進行均衡化處理。其中，n圖像的累積直方圖，對圖像進行非線性拉伸，重新分配圖像的灰度值，使一定范圍內(nèi)圖像的灰采用公式S=對圖像進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。其中μ是圖像灰度的均值，X表示圖像采用公式N=對圖像像素灰度的最大最小值歸一化處理。其中xi表示圖像像素過灰度直方圖均衡化處理與旋轉(zhuǎn)處理后有利于提高后每張眼底圖像依據(jù)我國DR病變分期標(biāo)準(zhǔn)的各種病灶點標(biāo)簽數(shù)據(jù)生成直觀的文字描述，形II級DR（單純型出現(xiàn)黃白色硬性滲出或）：DR的病灶有微動脈瘤（microaneurysm，MAs）、出血斑（hemorrhages，HM）、硬性滲出（hardexudates）和軟性滲出(softexudates)。DR可以大致分為非增殖型DR（nonproliferativeDR，NPDR）和增殖型DR（proliferativeDR，PDR）。視網(wǎng)膜硬性滲出（hardexudates）邊界清晰，常有蠟樣或閃光感。位于外層視網(wǎng)膜，可呈孤立點狀，有時圍繞多個微血管瘤呈環(huán)狀排列，還可互相融合呈大斑塊狀。滲出物是視網(wǎng)膜中），的棉絮或絨毛樣網(wǎng)膜滲出斑，位于視網(wǎng)膜淺層的神經(jīng)纖維層。軟性滲出的出現(xiàn)是發(fā)生增殖型病增生的纖維組織呈條索狀或膜狀，常和玻璃體后界膜聯(lián)系在一起。纖維增殖的表面可有新視網(wǎng)膜及玻璃體可位于內(nèi)界膜下或視網(wǎng)膜與玻璃體后界膜之間，可有液平，也可沒有液平[1]許迅.規(guī)范眼底影像檢查數(shù)據(jù)采集、評估行為，提升眼底影像檢查診斷技術(shù)應(yīng)用水平[J].中華[2]李建軍，徐亮，彭曉燕，等.遠程眼科單張眼底像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)[J].眼科，[4]中華醫(yī)學(xué)會眼科學(xué)分會眼底病學(xué)組，中國醫(yī)師協(xié)會眼科醫(yī)師分會眼底病專業(yè)委員會.我國糖[5]張蕾，許維強，譚榮強，等.糖尿病視網(wǎng)膜病變篩查方式探討[J].國際眼科雜志，2010，[6]中華醫(yī)學(xué)會眼科學(xué)會眼底病學(xué)組.糖尿病視網(wǎng)膜病變分期標(biāo)準(zhǔn)[J].中華眼科雜志，1985，21(2):113.[7]EarlyTreatmentDistereoscopiccolorfundusphotographs--anextensionofthemodifi