人工智能技术在结肠镜退镜速度实时监控中的应用

摘要

目的 构建一种基于计算机视觉的结肠镜退镜速度实时监控系统,并验证其可行性和性能。方法 从武汉大学人民医院消化内镜中心数据库选取2018年5—10月期间的35 938张肠镜图片和63个结肠镜检查视频。肠镜图片分成体外/体内/不合格和回盲部/非盲肠两个数据集,分别从第一个、第二个数据集中选取3 594张和2 000张图片用于深度学习模型的测试,其余图片用于训练模型；选取3个结肠镜检查视频资料评价实时监控系统自动监控退镜速度的可行性,剩余60个结肠镜检查视频资料用于评估实时监控系统的性能。结果 深度学习模型对于结肠镜检查图片分类识别体外/体内/不合格图片的准确率分别为90.79%（897/988）、99.92%（1 300/1 301）、99.08%（1 293/1 305）,总体准确率为97.11%（3 490/3 594）；分类识别回盲部/非盲肠图片的准确率分别为96.70%（967/1 000）、94.90%（949/1 000）,总体准确率为95.80%（1 916/2 000）。在其可行性评价方面,3个结肠镜视频资料显示退镜速度与图片处理间隔时间呈线性关系,提示该监控系统可在结肠镜退出过程中自动监控退镜速度。在其性能评价方面,结肠镜退镜速度实时监控系统正确预测了所有60个肠镜检查的开始时间和结束时间,分析显示结肠镜平均退镜速度和退镜时间呈明显负相关（R＝－0.661,P＆0.001）,退镜时间不足5 min、5～6 min和超过6 min视频的平均退镜速度的95%置信区间分别为43.90～49.74、40.19～45.43和34.89～39.11,故将39.11设为安全退镜速度,将45.43设为预警退镜速度。结论 构建的结肠镜退镜速度实时监控系统可用于实时监控结肠镜退镜速度,可在结肠镜检查中辅助内镜医师进行实时监测,以提高结肠镜检查质量。