盆底超聲智能識(shí)別及自動(dòng)測(cè)量在量化膀胱后壁脫垂的可行性研究.pdf

1、目的:本研究通過比較經(jīng)會(huì)陰盆底超聲自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量的脫垂最大距離及相應(yīng)分度結(jié)果，以驗(yàn)證盆底超聲智能識(shí)別及自動(dòng)測(cè)量在量化膀胱后壁脫垂的可行性，同時(shí)對(duì)盆底手動(dòng)測(cè)量的可重復(fù)性加以驗(yàn)證，為盆底超聲智能識(shí)別及自動(dòng)測(cè)量軟件在臨床上的推廣應(yīng)用提供依據(jù)，以更好的簡化超聲操作流程、縮短檢查時(shí)間及降低操作難度，推動(dòng)盆底超聲的普及與應(yīng)用。
　　方法:隨機(jī)選取2015年06月至2015年10月在深圳市第二人民醫(yī)院行盆底超聲檢查并能完成有效Valsalv

2、a動(dòng)作的170例女性患者為研究對(duì)象，均存儲(chǔ)有效Valsalva動(dòng)作的前盆腔超聲動(dòng)態(tài)圖以供離線脫機(jī)分析，將170例動(dòng)態(tài)圖隨機(jī)分為訓(xùn)練組和測(cè)試組各85例。（1）離線標(biāo)記訓(xùn)練組：訓(xùn)練組85例由1名經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的生物醫(yī)學(xué)工程研究員離線使用MATLAB軟件進(jìn)行圖像處理，對(duì)圖像中的恥骨聯(lián)合后下緣、恥骨聯(lián)合中軸線及膀胱輪廓進(jìn)行標(biāo)記。計(jì)算機(jī)通過“機(jī)器學(xué)習(xí)算法”學(xué)習(xí)并分析上述標(biāo)記的位置信息，并歸納出恥骨聯(lián)合和膀胱的識(shí)別規(guī)律，獲得盆底超聲智能識(shí)別及自動(dòng)測(cè)量軟

3、件；（2）盆底智能識(shí)別及自動(dòng)測(cè)量測(cè)試組篩查：應(yīng)用上述獲得的盆底超聲智能識(shí)別及自動(dòng)測(cè)量軟件，對(duì)未標(biāo)記測(cè)試組圖像的恥骨聯(lián)合及膀胱進(jìn)行智能識(shí)別，并根據(jù)幾何關(guān)系定位膀胱后壁最低點(diǎn)并自動(dòng)測(cè)出該點(diǎn)至參考線的垂直距離；（3）盆底手動(dòng)測(cè)量測(cè)試組：測(cè)試組由3名（E1、E2、E3）具有1年盆底檢查經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生分別離線應(yīng)用MATLAB軟件進(jìn)行圖像處理，手動(dòng)標(biāo)記出恥骨聯(lián)合后下緣、恥骨聯(lián)合中軸線及膀胱后壁最低點(diǎn)，并測(cè)量膀胱后壁最低點(diǎn)至參考線的垂直距離。3位手動(dòng)測(cè)量

4、者上述的離線手動(dòng)標(biāo)記均進(jìn)行兩次，兩次標(biāo)記至少間隔2周以上，并且進(jìn)行第二次標(biāo)記時(shí)確保已清除第一次標(biāo)記的痕跡，手動(dòng)測(cè)量者間進(jìn)行標(biāo)記時(shí)相互獨(dú)立，避免討論及相互干擾；（4）將測(cè)試組圖像應(yīng)用上述軟件自動(dòng)測(cè)量所得的測(cè)值及分度結(jié)果與盆底手動(dòng)測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行比較，應(yīng)用κ值、組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICC及Pearson相關(guān)系數(shù)r來檢驗(yàn)盆底自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量在量化膀胱后壁脫垂的一致性；應(yīng)用κ值、組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICC及進(jìn)行Bland-Altman一致性分析來檢驗(yàn)盆底手動(dòng)測(cè)

5、量的可重復(fù)性，并分析脫垂分度不一致的原因。
　　結(jié)果:
　　1.通過“機(jī)器學(xué)習(xí)算法”所獲得的盆底超聲智能識(shí)別及自動(dòng)測(cè)量軟件能夠智能識(shí)別出測(cè)試組圖像的恥骨聯(lián)合后下緣、恥骨聯(lián)合中軸線及膀胱輪廓，并能根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的幾何關(guān)系定位參考線、膀胱后壁最低點(diǎn)且自動(dòng)測(cè)出該最低點(diǎn)至參考線的垂直距離。
　　2.測(cè)試組85例圖像中，通過盆底自動(dòng)測(cè)量得出的脫垂程度為0、I、II、III度的例數(shù)分別為4、18、48、15例；通過盆底手動(dòng)測(cè)量得出的

6、脫垂程度為0、I、II、III度的例數(shù)分別為：3、19、48、15例；兩種測(cè)量方法的分度結(jié)果均顯示大多數(shù)病例被判定為膀胱后壁II度脫垂，然后依次為I度、III度、無脫垂。
　　3.對(duì)3位手動(dòng)測(cè)量者分別兩次測(cè)量測(cè)試組共得到的6組脫垂最大距離結(jié)果進(jìn)行單因素方差分析得出F=0.539，P＞0.05（0.746），得出手動(dòng)測(cè)量結(jié)果無顯著差異。
　　4.比較同一手動(dòng)測(cè)量者兩次測(cè)量的可重復(fù)性：3位手動(dòng)測(cè)量者兩次測(cè)量的分度一致百分比約83

7、.53％~87.06%，對(duì)應(yīng)的κ值約0.72~0.78，ICC值約0.980~0.990，上述結(jié)果及三者前后兩次測(cè)值的Bland-Altman分析均說明同一手動(dòng)測(cè)量者兩次測(cè)量的測(cè)值及分度一致性均好。
　　5.比較不同手動(dòng)測(cè)量者間在量化膀胱脫垂的一致性：不同手動(dòng)測(cè)量者間分度一致百分比77.65%~84.71%，對(duì)應(yīng)的κ值約0.65~0.75，ICC值約0.985~0.992，上述結(jié)果及兩兩間Bland-Altman圖均示不同手動(dòng)測(cè)量

8、者間一致性均較好。
　　6.比較同一手動(dòng)測(cè)量者兩次測(cè)量與不同手動(dòng)測(cè)量者間的分度一致情況及相應(yīng)κ值，得出同一手動(dòng)測(cè)量者重復(fù)測(cè)量的分度結(jié)果比手動(dòng)測(cè)量者間的結(jié)果重復(fù)性好，測(cè)量結(jié)果更為穩(wěn)定。
　　7.盆底自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量在量化膀胱后壁脫垂的一致性：盆底自動(dòng)測(cè)量與3位手動(dòng)測(cè)量者間分度一致百分比為78.82%~80.00%，對(duì)應(yīng)κ值為0.63~0.67，ICC值為0.967~0.969， Pearson相關(guān)系數(shù)r約0.936~0.94

9、3。盆底自動(dòng)測(cè)量與平均手動(dòng)測(cè)量的分度一致百分比為82.35%，對(duì)應(yīng)κ值為0.70，ICC值為0.972，Pearson相關(guān)系數(shù)r約0.947。即兩種測(cè)量方法的分度結(jié)果的一致性較高、測(cè)值一致性好、相關(guān)性極強(qiáng)，且盆底自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量者的平均結(jié)果一致性更高。
　　結(jié)論:
　　1.通過“機(jī)器學(xué)習(xí)算法”所獲得的盆底超聲智能識(shí)別及自動(dòng)測(cè)量軟件能夠智能識(shí)別出測(cè)試組圖像的恥骨聯(lián)合后下緣、恥骨聯(lián)合中軸線及膀胱輪廓，并能根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的幾何關(guān)系

10、定位參考線、膀胱后壁最低點(diǎn)且自動(dòng)測(cè)出該最低點(diǎn)至參考線的垂直距離。
　　2.本研究所有盆底手動(dòng)測(cè)量結(jié)果均無顯著差異且測(cè)量及分度的可重復(fù)性較高，即同一手動(dòng)測(cè)量者兩次測(cè)量及不同手動(dòng)測(cè)量者之間的測(cè)值及分度結(jié)果一致性均較高，且同一手動(dòng)測(cè)量者自身兩次測(cè)量結(jié)果的平均重復(fù)性稍好于不同手動(dòng)測(cè)量者之間，測(cè)量結(jié)果相對(duì)更加穩(wěn)定，不受個(gè)體因素影響。
　　3.盆底自動(dòng)測(cè)量與手動(dòng)測(cè)量在量化膀胱后壁脫垂的一致性好，即應(yīng)用盆底超聲智能識(shí)別及自動(dòng)測(cè)量軟件所得結(jié)