医疗人工智能(ai)协助三维食道超声评估瓣膜病

日期:2021-03-17
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编辑:Ethan

准确评估瓣膜结构是瓣膜病手术的关键。目前,实时三维超声心动图已经不依赖形态假设,能自动评估主动脉或二尖瓣病变,使瓣膜分析可视化,但是,图像描绘分析仍依赖于专业经验,耗时长,需要大量的人力投入。智能解剖超声技术(anatomical intelligence ultrasound,AIUS)以超声图像与医学解剖模型的大数据为基础,通过器官模型的建立和自适应系统技术,使计算机能自动识别组织解剖结构,并进行定量分析。

医疗人工智能(ai)协助三维食道超声评估瓣膜病

Jin等回顾分析了90例退行性二尖瓣脱垂(mitral valve prolapse,MVP)患者的三维经食管超声资料,进行二尖瓣重建,以手术结果为金标准,结果发现,全手动分析情况下,非专家(既往三维超声二尖瓣分析<10例)相比超声心动图专家(既往三维超声二尖瓣分析>500例)的准确性显著降低(83%vs95%,P<0.001);使用AIUS能显著提高非专家的准确性(从83%提高到89%,P=0.003),尤其A3分区(从81%提高到94%,P=0.006)和P1分区(从78%提高到88%,P=0.001)的准确性,这可能与A3、P1分区的解剖变异度大、描绘困难有关;另外,使用AIUS能显著节省图像描绘分析时间〔专家分析:(1.9±0.7)minvs(9.9±3.5)min,P<0.0001;非专家分析(5.0±0.5)minvs(13±1.5)min,P<0.0001〕。

Choi等以32例主动脉瓣反流患者为研究对象,分别使用二维彩色血流汇聚法(two-dimensional proximal isovelocity surface area,PISA)和三维全容积彩色多普勒超声心动图(three-dimensional full volume color Doppler echo cardiography,3DE-FVCDE)评估主动脉瓣反流,以心脏磁共振成像为金标准,发现3D-FVCDE测定的主动脉瓣反流体积与磁共振的相关性和一致性优于2D-PISA(3D-FVCDE:r=0.93,2D-PISA:r=0.76,P<0.001);同时,3D-FVCDE能评估偏心反流及反流多束者,而2D-PISA无法评估这两类反流。因此,3DFVCDE能定量评估主动脉环和主动脉根部病变,进一步协助选择经导管主动脉瓣置换瓣膜的大小,减少与患者错配的概率。可见,AI技术协助评估瓣膜病具有可行性,减少了操作步骤,同时大幅提高定量结果的准确性和重复性。

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