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Un système de génération de maladies du fond d'interprétation basé sur des étiquettes faibles

Pour construire un système de génération de rapports multimodal interprétable pour les maladies du fond d'œil basées sur des étiquettes faibles

Pour établir un modèle de génération de rapports d'image du fond d'image multimodal pour réaliser un système interprétable pour les maladies du fond multiple, l'analyse d'images multimodales, le diagnostic et les rapports automatiques de décision de traitement basés sur des données de formation faiblement étiquetées. Construire un réseau de fusion de caractéristiques interprétable pour les caractéristiques cliniques et d'imagerie des lésions du fond, et nous espérons extraire de nouveaux marqueurs d'imagerie qui peuvent prédire l'occurrence et la progression de diverses lésions du fond à un stade précoce, et finalement les vérifier dans les données cliniques réelles, fournissant davantage des orientations possibles pour explorer les mécanismes moléculaires des lisisions de la réfraction des fonds, et peuvent également fournir de nouvelles idées pour les mécanismes de prévention précaute et le traitement des lisisions de la fundus.

Aperçu de l'étude

Description détaillée

  1. Modèles d'IA pour l'imagerie du fond multimodal dans le diagnostic des maladies rétiniennes. Les modèles d'IA ont démontré un potentiel significatif pour aider le diagnostic de diverses maladies rétiniennes basées sur l'imagerie du fond multimodal. Ces dernières années, l'IA a rapidement progressé dans le domaine du diagnostic d'imagerie des maladies du fond. Les modèles de diagnostic à haute précision peuvent être développés à l'aide de grands ensembles de données d'images uniques annotées avec précision. La photographie du fond, qui fournit aux cliniciens une impression de diagnostic initiale, est largement accessible et peut être obtenue à l'aide d'appareils d'imagerie simples ou même d'appareils mobiles. Par exemple, Cen et al. formé un système d'apprentissage en profondeur en utilisant 249 620 photographies du fond annotées avec précision pour diagnostiquer 39 maladies rétiniennes courantes, atteignant des précisions de diagnostic supérieures à 90% pour chaque condition.

    Cependant, la photographie du fond d'œil propose à elle seule des informations sur les maladies limitées, ce qui rend difficile de différencier les maladies avec des manifestations similaires. De plus, sa précision diagnostique est fortement basée sur la qualité de l'image et l'expertise des cliniciens, ce qui peut conduire à des cas manqués ou mal diagnostiqués.

    La tomographie par cohérence optique (OCT) fournit une analyse tridimensionnelle des couches rétiniennes, révélant clairement la gravité et la localisation des pathologies telles que le liquide intrarétinal et sous-rétinien. L'OCT est devenu un outil de diagnostic diagnostique et différentiel standard pour les maladies rétiniennes et est essentiel pour guider le traitement précis et le suivi de conditions telles que la dégénérescence maculaire liée à l'âge et l'œdème maculaire diabétique. L'analyse OCT assistée par l'IA peut encore améliorer le suivi et le traitement personnalisé des maladies rétiniennes. Par exemple, Fauw et al. utilisé 14 884 images OCT pour diagnostiquer plus de 10 maladies rétiniennes et cartographier l'emplacement des lésions.

    Le diagnostic précis des maladies rétiniennes repose également sur des preuves dynamiques et fonctionnelles. L'angiographie par la fluorescéine du fond (FFA) et l'angiographie verte indocyanine (ICGA) sont indispensables pour l'emplacement, la caractérisation et l'évaluation de la fonction vasculaire de la lésion. Cependant, en raison de la complexité de l'interprétation des images angiographiques, l'application de l'IA dans l'analyse FFA et ICGA n'a gagné que récemment.

    De plus, la plupart des cas nécessitent une imagerie multimodale, y compris l'OCT, la photographie du fond et l'angiographie, pour localiser et analyser de manière approfondie la pathologie de la maladie. De plus, l'intégration des données cliniques et des antécédents médicaux des patients est cruciale pour un diagnostic précis. Par conséquent, il est urgent de développer de nouveaux modèles d'IA capables d'intégrer des données multimodales pour aider les cliniciens à diagnostiquer avec précision les maladies rétiniennes complexes.

  2. Génération assistée par AI de rapports médicaux complexes. La complexité et la nature spécialisée de l'imagerie du fond d'œil rendent l'interprétation de l'image difficile, et la pénurie de cliniciens capables de générer des rapports précis augmente encore la charge de travail des ophtalmologistes et entrave le diagnostic précoce et le traitement des maladies rétiniennes. La génération de rapports assistée par AI a le potentiel de relever ces défis. Par rapport à la reconnaissance et à la classification simples d'images, le développement de modèles d'IA qui génèrent des interprétations textuels à partir d'images est plus complexe, car il oblige la machine à imiter une compréhension humaine du contenu de l'image. Les modèles "Image-the-Text" intègrent divers algorithmes d'apprentissage en profondeur, y compris la vision par ordinateur et le traitement du langage naturel. Les premiers modèles nécessitaient des millions d'images naturelles pour obtenir une génération de texte satisfaisante, ce qui n'est pas pratique pour l'imagerie médicale en raison de ensembles de données limités et d'informations textuelles étendues. Cependant, les rapports cliniques générés par les cliniciens, basés sur des données cliniques complètes, une analyse détaillée des images et une expérience, peuvent servir de jeux de données de formation de haute qualité pour de tels modèles.

    Actuellement, des efforts de recherche importants sont axés sur les zones avec de grands ensembles de données et des formats de rapport standardisés, tels que les rayons X thoraciques, les tomodensitogrammes thoraciques et l'IRM cérébrale. Les bases de données de génération de rapports largement utilisées incluent Open-IU, Mimic-CXR et Padchest, avec Mimic-CXR contenant plus de 270 000 rapports de radiographie thoracique. En ophtalmologie, en raison de la complexité de l'interprétation de l'imagerie du fond et de la taille relativement plus petite de l'ensemble de données, la recherche dans ce domaine est limitée, en particulier pour les modalités d'imagerie hautement spécialisées telles que l'angiographie du fond. Notre équipe a développé avec succès un ensemble de données sur la génération de rapports d'angiographie de fluorescéine du fond (FFA-IR) basé sur des images d'angiographie et les rapports correspondants. Notre modèle de génération de rapports peut produire des rapports bilingues précis (chinois et anglais) pour les maladies rétiniennes courantes et rares, avec une précision comparable à celle des spécialistes de la rétinction humaine, tout en réduisant considérablement le temps de génération de rapports.

  3. Annotation faible: une approche prometteuse pour la formation de nouveaux modèles de diagnostic et de classification de nouvelles maladies, les modèles de diagnostic traditionnels assistés par l'IA pour l'imagerie médicale reposent généralement sur des images à grande échelle, avec précision annotée et de haute qualité, car la précision de l'ensemble de données de formation est essentielle pour les performances du modèle. Lorsque une précision annotation élevée ne peut pas être garantie, l'augmentation de la taille de l'ensemble de données est souvent le seul moyen d'améliorer les performances du modèle. Cependant, pour les ensembles de données complexes comme les images d'angiographie du fond, le grand nombre de maladies et les manifestations variables augmentent de façon exponentielle la difficulté d'annotation. De plus, les rapports cliniques contiennent souvent des incertitudes en raison de données cliniques incomplètes ou de différents niveaux d'expertise des cliniciens, ce qui entraîne des inexactitudes dans les rapports de diagnostic.

L'annotation faible offre une solution prometteuse pour réduire les coûts d'annotation, améliorer l'efficacité de l'annotation et améliorer la généralisation du modèle. Dans le traitement naturel de l'image, l'annotation faible a été largement étudiée, avec des ensembles de données d'image naturels à grande échelle permettant la formation de ces modèles. Dans la recherche sur l'IA médicale, Guo et al. Pionnier de l'utilisation des ensembles de données faiblement annotés dérivés des rapports CT cérébraux, extrait automatiquement des informations de mot-clé de faible qualité pour identifier avec précision et localiser quatre pathologies cérébrales communes. Cette approche a démontré une excellente généralisation dans différents centres et dispositifs d'imagerie. Cependant, ces systèmes étaient limités à de grandes catégories de maladies et d'images monomodales, dépourvues de diagnostiquer des maladies spécifiques ou de générer des rapports détaillés.

Sur la base des résultats préliminaires et de la littérature, nous proposons une hypothèse: les rapports d'imagerie faiblement annotés, combinés avec des algorithmes d'apprentissage en profondeur IA tels que les graphiques de connaissances et le transformateur, sont utilisés pour créer un système de génération de rapports multi-modales interprétable, multi-modal et multi-maladies? Ce projet vise à affiner les modèles d'IA existants et à développer un système qui aide à générer des diagnostics d'imagerie et des rapports pour plusieurs maladies rétiniennes. Les résultats réduiront non seulement la charge de travail des ophtalmologistes, mais feront également la promotion de l'adoption généralisée des techniques d'imagerie avancées du fond d'œil, améliorant finalement le diagnostic précoce et le traitement des maladies rétiniennes aveuglantes.

Type d'étude

Observationnel

Inscription (Estimé)

9999

Contacts et emplacements

Cette section fournit les coordonnées de ceux qui mènent l'étude et des informations sur le lieu où cette étude est menée.

Coordonnées de l'étude

Lieux d'étude

    • Guangdong
      • Guangzhou, Guangdong, Chine, 510080
        • Zhongshan Ophthalmic Center
        • Contact:

Critères de participation

Les chercheurs recherchent des personnes qui correspondent à une certaine description, appelée critères d'éligibilité. Certains exemples de ces critères sont l'état de santé général d'une personne ou des traitements antérieurs.

Critère d'éligibilité

Âges éligibles pour étudier

  • Enfant
  • Adulte
  • Adulte plus âgé

Accepte les volontaires sains

Oui

Méthode d'échantillonnage

Échantillon non probabiliste

Population étudiée

Les images d'examen du fond de fond collectées cliniquement et les rapports correspondants, y compris diverses catégories de lésions du fond ou des résultats normaux, obtenus à partir d'examens menés au Zhongshan Ophthalmic Center.

La description

Critères d'inclusion:

  • Groupe de maladies: Toutes les images d'examen multimodales contenant des lésions du fond, examinées de janvier 2011 à décembre 2023, y compris la photographie du fond, ainsi que OCT, OCTA, FFA, ICGA, B-Ultrasound et rapports d'imagerie correspondants. Les images peuvent être claires ou peu claires, les rapports sont complets ou incomplets.
  • Groupe normal: Toutes les images d'examen du fond multimodal sans lésions du fond d'œil, examinées de janvier 2011 à décembre 2023, y compris la photographie du fond, ainsi que les rapports d'imagerie OCTA, OCTA, FFA, ICGA, B-Ultrasound et correspondants. Les images peuvent être claires ou peu claires, les rapports sont complets ou incomplets.

Critères d'exclusion:

  • Groupe de maladies: 1. L'image a de graves problèmes de qualité; 2. Le rapport de diagnostic n'a pas d'informations clés.
  • Groupe normal: 1. L'image a de graves problèmes de qualité; 2. Le rapport de diagnostic n'a pas d'informations clés.

Plan d'étude

Cette section fournit des détails sur le plan d'étude, y compris la façon dont l'étude est conçue et ce que l'étude mesure.

Comment l'étude est-elle conçue ?

Détails de conception

Cohortes et interventions

Groupe / Cohorte
Intervention / Traitement
Groupe de maladies
Avec les maladies rétiniennes ou choroïdales
Avec les maladies du fond
Groupe normal
Sans maladies rétiniennes ou choroïdales
Sans maladie du fond

Que mesure l'étude ?

Principaux critères de jugement

Mesure des résultats
Description de la mesure
Délai
Images d'angiographie par fluorescéine (FFA) avec rapport correspondant
Délai: Base de base
Les images d'angiographie par fluorescéine du fond (FFA) avec un rapport correspondant ont été collectées. La FFA permet une observation dynamique des changements dans les vaisseaux sanguins rétiniens et les lésions.
Base de base
Images d'angiographie verte indocyanine (ICGA) avec rapport
Délai: Base de base
Des images d'angiographie verte indocyanine (ICGA) avec rapport correspondant ont été collectées. L'ICGA permet l'observation dynamique des changements dans les vaisseaux sanguins choroïdiens et les lésions.
Base de base
Photographie du fond avec rapport correspondant
Délai: Base de base
Des images de photographie du fond avec rapport correspondant ont été collectées. La photographie du fond d'œil fournit l'observation des manifestations morphologiques de la rétine, des vaisseaux sanguins rétiniens, du nerf optique, ainsi que des lésions sur la rétine.
Base de base
Images de tomographie par cohérence optique (OCT) avec rapport correspondant
Délai: Base de base
Des images de tomographie par cohérence optique (OCT) avec rapport correspondant ont été collectées. Les images OCT donne l'observation des changements d'épaisseur rétinienne, de morphologie et de manifestations des lésions dans chaque couche rétinienne ou choroïdienne, ainsi que des lésions dans la zone maculaire et le nerf optique
Base de base
Images d'angiographie sur la tomographie par optique (OCTA) avec rapport correspondant
Délai: Base de base
Des images d'angiographie de tomographie par cohérence optique (OCTA) avec rapport correspondant ont été collectées. Les images OCTA fournissent l'observation de la densité, de la morphologie et des manifestations des vaisseaux sanguins rétiniens, ainsi que de la morphologie et des manifestations des lésions rétiniennes
Base de base

Mesures de résultats secondaires

Mesure des résultats
Description de la mesure
Délai
Analyse de la sous-étude d'évaluation bilingue (BLEU)
Délai: Grâce à l'achèvement de l'étude, une moyenne de 1 an
La sous-étude de l'évaluation bilingue (BLEU) mesure à quel point un texte généré par la machine correspond aux textes de référence pour quantifier la similitude entre le texte généré et les textes de référence.
Grâce à l'achèvement de l'étude, une moyenne de 1 an
Métrique pour l'évaluation de la traduction avec une analyse de commande explicite (météore)
Délai: Grâce à l'achèvement de l'étude, une moyenne de 1 an
La métrique pour l'évaluation de la traduction avec une commande explicite (Meteor) considère la précision, le rappel, l'alignement et comprend la tige et la synonymie pour quantifier la similitude entre le texte généré et les textes de référence.
Grâce à l'achèvement de l'étude, une moyenne de 1 an
L'interruption axée sur le rappel pour l'évaluation de l'escroquerie (ROUGE)
Délai: Grâce à l'achèvement de l'étude, une moyenne de 1 an
La sous-étude axée sur le rappel pour l'évaluation de l'escroquerie (Rouge) se concentre sur le rappel et mesure le chevauchement des n-grammes, les séquences contiguës de n éléments (mots, caractères ou symboles) extraits d'un échantillon donné de texte, entre les textes générés et référentiels pour quantifier la similitude entre le texte généré et les textes de référence.
Grâce à l'achèvement de l'étude, une moyenne de 1 an
Analyse de corrélation de Pearson
Délai: Grâce à l'achèvement de l'étude, une moyenne de 1 an
Pour déterminer le degré de relation linéaire entre les évaluations humaines et les évaluations automatisées.
Grâce à l'achèvement de l'étude, une moyenne de 1 an
Analyse d'intersection sur un syndicat (IOU)
Délai: Grâce à l'achèvement de l'étude, une moyenne de 1 an
Également connu sous le nom de coefficient de similitude de Jaccard, entre les régions des cartes d'attention des images de lésions et les annotations de vérité au sol pour évaluer la précision des interprétations du modèle.
Grâce à l'achèvement de l'étude, une moyenne de 1 an

Collaborateurs et enquêteurs

C'est ici que vous trouverez les personnes et les organisations impliquées dans cette étude.

Dates d'enregistrement des études

Ces dates suivent la progression des dossiers d'étude et des soumissions de résultats sommaires à ClinicalTrials.gov. Les dossiers d'étude et les résultats rapportés sont examinés par la Bibliothèque nationale de médecine (NLM) pour s'assurer qu'ils répondent à des normes de contrôle de qualité spécifiques avant d'être publiés sur le site Web public.

Dates principales de l'étude

Début de l'étude (Estimé)

1 mai 2025

Achèvement primaire (Estimé)

1 décembre 2025

Achèvement de l'étude (Estimé)

1 décembre 2026

Dates d'inscription aux études

Première soumission

3 mars 2025

Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité

5 avril 2025

Première publication (Réel)

9 avril 2025

Mises à jour des dossiers d'étude

Dernière mise à jour publiée (Réel)

9 avril 2025

Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité

5 avril 2025

Dernière vérification

1 octobre 2024

Plus d'information

Termes liés à cette étude

Plan pour les données individuelles des participants (IPD)

Prévoyez-vous de partager les données individuelles des participants (DPI) ?

NON

Informations sur les médicaments et les dispositifs, documents d'étude

Étudie un produit pharmaceutique réglementé par la FDA américaine

Non

Étudie un produit d'appareil réglementé par la FDA américaine

Non

Ces informations ont été extraites directement du site Web clinicaltrials.gov sans aucune modification. Si vous avez des demandes de modification, de suppression ou de mise à jour des détails de votre étude, veuillez contacter register@clinicaltrials.gov. Dès qu'un changement est mis en œuvre sur clinicaltrials.gov, il sera également mis à jour automatiquement sur notre site Web .

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