arلغة
الصفحة الرئيسية / معرفة / المحتوى

معرفة

تقييم الذكاء الاصطناعي للتندب الكلوي (دراسة AIRS) Ⅱ

May 13, 2024

نتائج

تم تدريب كلا النموذجين والتحقق من صحتهما على إجمالي 152 فحصًا مقطعيًا لـ 92 مريضًا، والتي تحتوي على 148 كلية يسرى و152 كلية يمنى و73 كلية يسرى.زرع الكلى. يتم تلخيص خصائص المريض في الجدول 1؛ كان لدى 55 مريضًا تليفًا بسيطًا أو خفيفًا (25%)، وتم تصنيف 14 مريضًا على أنهم تليف معتدل (25%-50%)، وكان 23 مريضًا يعانون من تليف شديد (.50%). كان متوسط ​​معدل الترشيح الكبيبي (eGFR) 37626 مقابل 25618 مقابل 16613 مل/دقيقة لكل 1.73 م2، على التوالي، في مجموعات التليف الخفيف مقابل المتوسط ​​مقابل الشديد. تم تجميع المرضى الذين يعانون من تليف خفيف/معتدل لتحليلهم ضد المرضى الذين يعانون من تليف شديد في التصوير المقطعي للكلية؛متوسط ​​حجم الكلىكان 217 سم 3 (النطاق 48-668) مقابل 76 سم 3 (النطاق 3-347) في مجموعات التليف الخفيف / المتوسط ​​مقابل الشديد (50٪ مقابل 50٪). كانت هناك خزعة واحدة للمريض أسفرت عن درجات تليف متنافرة (مقارنة تقرير الرسم البياني الطبي مع مراجعة أخصائي علم الأمراض الحالي)، وتم تحديد الحقيقة الأساسية من خلال مراجعة عمياء بواسطة أخصائي علم الأمراض الثاني (انظر الشكر والتقدير)

cistanche treat kidney disease

ما هي المدة التي يستغرقها عمل CISTANCHE لمرضى الكلى؟

عند التحقق من صحة الطية المتقاطعة، أنتج نموذج الشريحة تلو الشريحة إجمالي AUC قدره 0.917، في حين أن النهج القائم على فوكسل أنتج إجمالي AUC قدره 0.922 (الشكل 2). يتم تلخيص دقة النموذج وحساسيته وخصوصيته وPPV وNPV عند عتبات مختلفة تم تقييمها عبر كل من خوارزميات CNN في الجدول 2. عند عتبة التنبؤ البالغة {{10}}.5، يتم تلخيص الشريحة حسب أعطتنا طريقة الشريحة دقة 0.831، حساسية 0.817، خصوصية {{20}}.852، PPV لـ 0.886 ، وصافي القيمة الحالية لـ 0.767. عند نفس عتبة التنبؤ البالغة 0.5، أسفر النهج القائم على فوكسل عن نتائج مماثلة بدقة 0.879، حساسية 0.853، خصوصية {{35} .916، PPV 0.935، وNPV 0.816. إن النهج القائم على فوكسل عند مقارنته بتقارير علم الأمراض الواقعية يعطي 13 نتيجة إيجابية كاذبة (التليف الخفيف/المعتدل يصنف على أنه شديد)، و32 نتيجة سلبية كاذبة (لم يتم اكتشاف التليف الشديد؛ معدل الخطأ 15%)، و187 نتيجة إيجابية حقيقية، و141 نتيجة سلبية حقيقية .
يتم عرض نتائج تحليلات الفوج الفرعي الطبقي في الجدول 3. وكان الأداء العام في كلا النموذجين مماثلاً بعد استبعاد اختبارات ما بعد التباين و/أواستبعاد الكلى الأصلية الضامرةفي المرضى الذين خضعوا لعملية زرع. لوحظ انخفاض طفيف في الأداء ({{0}}.86 دقة) على وجه التحديد لاستراتيجية CNN القائمة على فوكسل بعد إزالة اختبارات ما بعد التباين؛ أظهرت جميع التباديل الأخرى دقة قدرها 0.90 دولارًا. بالإضافة إلى ذلك، تم الحفاظ على قابلية تعميم النموذج بشكل عام بعد التقسيم الطبقي لمجموعة التدريب (Philips، GE) ومجموعة التحقق من الصحة (Siemens) حصريًا من قبل الشركة المصنعة. مقارنة بين أدوات التنبؤ لدينا ودراسات CNN الأخرىتقييم أمراض الكلىالمعلمات هي المبلغالموضحة في الجدول 4.

Echinacoside of cistanche can improve kidney function

مناقشة

لقد بدأنا دراسة AIRS لتطوير أدوات التعلم الآلي من أجلقياس تليف الكلىكبديل تشخيصي موسع لخزعة الكلى. في مجموعة مكونة من 92 مريضا، قمنا بتحليل 300صور الكلى الأصليةو73 عملية زرع كلية من خلال 152 فحصًا بالأشعة المقطعية للبطن. لقد وجدنا أن نماذج CNN العالمية، شريحة تلو الأخرى والمعتمدة على فوكسل، كانت متشابهة في التمييز بين الحالات الشديدة والخفيفة/تليف الكلى المعتدل، مع AUC {{0}}.917 مقابل 0.922، وPPV 0.886 مقابل 0.935، عند مقارنتها بالحقيقة الأرضية منتقارير خزعة الكلى. كان أداء كلا نموذجي CNN ثابتًا عند اختباره باستخدام ماسحات ضوئية مقطعية مختلفة وعند استبعاد ضمور الكلى الأصلية لدى المرضى الذين خضعوا لعملية زرع؛ كان النموذج العالمي لكل شريحة على حدة يتمتع بدقة تنبؤ أفضل قليلاً عندما تم اختبار الأشعة المقطعية غير المتباينة فقط.

تظل خزعة الكلى التشخيصية هي معيار الرعاية عندما يكون التشخيص النسيجي ضروريًا لتوجيه إدارة البيلة البروتينية أو رفض الزرع أو الكلى غير المبررةالخلل الوظيفي (1،2). ومع ذلك، قد يكون قرار إجراء خزعة الكلى الأصلية معقدًا، خاصة إذا كان المريض يخضع للعلاج المضاد لتخثر الدم أو يعاني من فقر الدم أو نقص الصفيحات، مما قد يزيد من خطر حدوث مضاعفات كبيرة،بما في ذلك عمليات نقل الدم، والتدخل الوعائي،والوفاة (معدلات الحوادث الإجمالية 2%، 0.3%، و0.06%،على التوالي) (6). أدوات غير جراحية لتقييم الدرجةمن الكلىفايالتليف غير موجود (7)، وحتى الآن لم يوتيأدوات التعلم الآلي الكبيرة لتقليل الذاتية وتحيز. يمكن أن تكون هذه الأدوات مفيدة عند تقييمها فيسياق علامات أخرى من ضعف الكلى المزمن(e.g، ارتفاع هرمون الغدة الدرقية والفوسفات). في الحانةخاصة، والتنبؤ بشدة (.50%) فايقد يبرر التليفتجنب خزعة الكلى لأن المريض لن يفعل ذلككن مرشحًا لعلاج تعديل المناعة (i.e.، الالخزعة لن تغير الإدارة السريرية). هذه المعلوماتفالتفاعل ذو قيمة، على سبيل المثال، عند حضور المرضىمع الفشل الكلوي المتقدم والطب غير معروف لهحزب المحافظين. تمريرات إضافية بإبرة الخزعة لتحسينها

أخذ عينات من الكبيبات لعلم الأنسجة من أالكلى المتليفةقد يؤدي إلى زيادة خطر النزيف (22). إذا تم التنبؤ بدرجة شديدة من التليف في تحليل CNN للأشعة المقطعية، فقد يقرر الفريق الطبي الحد من أخذ عينات الخزعة أو تجنب أخذ خزعة الكلى تمامًا، بعد اتخاذ القرار المشترك مع المريض. تجدر الإشارة إلى أنه لا يزال من الممكن الإشارة إلى خزعة الكلى التشخيصية في حالة الكلى التي تبدو في المرحلة النهائية وفقًا لتقدير طبيب الكلى لتوجيه تقييم ترشيح عملية الزرع أو لتحديد مسببات مرض جهازي.

لقد لاحظنا أن حد التنبؤ 0.5 هو الأفضل فيما يتعلق بإمكانية التطبيق المستقبلي في اتخاذ القرارات السريرية، حيث يكون الهدف هو تحديد المرضى الذين يعانون منالكلى المتقدمةفايالتليف، وبالتالي تجنب الخزعة الغازيةومضاعفات النزيف المحتملة التي تمت مناقشتها أعلاه.مع نموذج CNN القائم على فوكسل، فإن عتبة 0.5 ستكون كذلك

تحديد 85% من الأفراد المصابين بتليف الكلى المتقدم مع PPV بنسبة 94% (الجدول 2). رفع العتبة إلى 0.9 من شأنه أن يحسن PPV بشكل هامشي إلى 95% ولكنه سيقلل الحساسية بشكل كبير من 85% إلى 72% (أي سيفقد 28% من الأفراد المصابين بالتليف الشديد).

effect of cistanche improve kidney function (2)

حاليًا، يتمثل القيد الأساسي للخوارزمية المقترحة في الحاجة إلى تحديد منطقة اهتمام يدوية لكل كلية قبل التنبؤ بالتعلم العميق.
ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من إنشاء ملامح ثلاثية الأبعاد للكلى كجزء من هذه الدراسة، فإن التنبؤ لكل مريض جديد (أي منفصل عن التدريب) لا يتطلب سوى تحديد مكعب خشن محيط بالكلية (الكلى). . ويجري حاليًا تطوير خوارزميات لتجزئة الكلى بالكامل القائمة على التعلم العميق، مما يسهل عملية مؤتمتة بالكامل من البداية إلى النهاية (23،24). هناك قيد آخر وهو أن عدم التجانس في درجة التليف عبر كلية واحدة قد يكون مصدرًا للخطأ في حقيقة الخوارزمية والتحقق من صحتها. في هذه الدراسة، قررنا إعطاء الأولوية للمفاضلة بين تضمين المزيد من البيانات التي يحتمل أن تكون صاخبة (تم تجزئة الكليتين بالكامل) بدلاً من استخدام كمية صغيرة من البيانات النظيفة؛ من الناحية التجريبية، تعد هذه الإستراتيجية شائعة في مهام التعلم العميق للبيانات الضخمة، وتشير ملاحظتنا لتنبؤ الخوارزمية AUC بقيمة 0.911 إلى أن درجة الضجيج التي أدخلتها هذه الإستراتيجية متواضعة. سيتم استكشاف التحسين المستقبلي لخوارزميات تنبؤات CNN هذه من خلال دمج القيم المخبرية السريرية ذات الصلة بمرض الكلى المزمن، مثل الكرياتينين وهرمون الغدة الدرقية والهيموجلوبين. في انتظار مجموعات بيانات أكبر، يمكن تحسين مخرجات الخوارزمية بشكل أكبر لتشمل تجميعًا كميًا أكثر اتساعًا( درجةفايبروس,25%, 25%–50%, 50%–75% و.75%). أخيرًا، تم تدريب الخوارزمية الحالية وصلاحيتهامؤرخة على بيانات من مؤسسة واحدة، مزيد من العملاللازمة لتقييم قابلية التعميم خارج نطاق الدراسةفوج المريض.
على حد علمنا، فإن دراسة AIRS هي الأولى التي تستخدم نماذج CNN للتنبؤ بدرجة تليف الكلى من خلال فحوصات التصوير. النتائج واعدة وتوفر أأساس لاختبار أدوات CNN هذه في التجارب المستقبليةالتحقق من فائدتها في اتخاذ القرارات السريرية عندما يكون الأمر كذلكغير واضح ما إذا كان المريض'مرض الكلى حاد مقابل

مزمن.


kidney function

الإفصاحات

أفاد جي زوكرمان بوجود اتفاقيات استشارية مع شركة Leica Biosystems؛ التقارير التي تتلقى أتعابًا من ApotheCom؛ والتقارير كونه مستشارًا علميًا أو عضوًا في الخطوط العريضة لعلم الأمراضcom. تشير P. Chang إلى وجود اتفاقيات استشارية مع وتلقي تمويل بحثي من Canon Medical؛ والتقارير لهاالحصول على حصة ملكية في Avicenna.ai. تقارير WL Lau وجوداتفاقيات استشارية مع Ardelyx وFresenius؛ التقاريرالحصول على تمويل بحثي من جمعية القلب الأمريكية،العلاجات المحورية، والمعاهد الوطنية للصحة؛ و

تقارير تلقي أتعابًا من مؤسسة روش الأسترالية لأمراض الكلى. جميع المؤلفين المتبقين ليس لديهم ما يكشفونه.



التمويل

تم تمويل هذا المشروع من قبل جامعة كاليفورنيا، جائزة أبحاث كرسي قسم الطب في إيرفين 2019-2021.

شكر وتقدير يشكر المؤلفون الدكتور أنتوني سيسك (قسم علم الأمراض والطب المخبري، كلية ديفيد جيفن للطب بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس) على المراجعة العمياء لـمرضى الخزعة المتنافرة لتحديد الحقيقة الأساسية.



الكاتب الاشتراكات

وضع WL Lau تصورًا للدراسة؛ كان C. Chantaduly، وK. Perez Reyes، وH. Troutt، وJ. Zuckerman مسؤولين عن تنظيم البيانات؛ كان P. Chang وC. Chantaduly وJ. Zuckerman مسؤولينللتحليل الرسمي؛ كان WL Lau مسؤولاً عنالحصول على التمويل؛ كان C. Chantaduly و K. Perez Reyesالمسؤول عن التحقيق؛ بي تشانغ، وسي. شانتادولي، وج.كان زوكرمان مسؤولاً عن المنهجية. دبليو إل لاو وكان H. Troutt مسؤولاً عن إدارة المشروع. بي تشانغكان مسؤولاً عن الموارد والبرمجيات؛ P. تشانغ وWLقدم لاو الإشراف. كتب C. Chantaduly وH. Trouttالمسودة الأصلية؛ بي تشانغ، سي. تشانتادولي، دبليو إل لاو، ك. بيريز رييس،وقام H. Troutt بمراجعة المخطوطة وتحريرها.


مراجع

1. لوتشيانو آر إل، مويكل جي دبليو: تحديث حول خزعة الكلى الأصلية: المنهج الأساسي لعام 2019. Am J Kidney Dis 73: 404–415, 2019 https://doi.org/10.1053/j.ajkd.2018.10.011

2. Hogan JJ، Mocanu M، Berns JS: خزعة الكلى الأصلية: تحديث وأدلة لأفضل الممارسات. كلين جي آم سوك نيفرول 11: 354-362، 2016https٪3a٪2f٪2fdoi.org٪2f10.2215٪2fCJN.05750515

3. Berchtold L, Friedli I, Vall ee JP, Moll S, Martin PY, de Seigneux S: تشخيص وتقييم التليف الكلوي: أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا. سويس ميد ويكلي 147: w14442، 2017

4. فيورنتينو إم، بولينيانو دي، تيزار في، بيسانو إيه، فان بيسين دبليو، داريجو جي، تريبي جي، جيسوالدو إل؛ ERA-EDTA مجموعة عمل أمراض الكلى المناعية: خزعة الكلى في عام 2015: من علم الأوبئة إلى المؤشرات القائمة على الأدلة. آم جي نيفرول 43: 1-19، 2016 https://doi.org/10.1159/000444026

5. Brachemi S, Boll ee G: ممارسة خزعة الكلى: ما هو المعيار الذهبي؟ العالم جي نيفرول 3: 287-294، 2014 https://doi.org/10. 5527/wjn.v3.i4.287

6. Poggio ED، McClelland RL، Blank KN، Hansen S، Bansal S، Bomback AS، Canetta PA، Khairallah P، Kiryluk K، Lecker SH، McMahon GM، Palevsky PM، Parikh S، Rosas SE، Tuttle K، Vaz quez MA ، فيجايان أ، روفين بي إتش؛ مشروع الطب الدقيق للكلى: مراجعة منهجية وتحليل تلوي لمضاعفات خزعة الكلى الأصلية. كلين جي آم سوك نيفرول 15: 1595–1602، 2020 https://doi.org/10.2215/CJN.04710420

7. عبد التواب ح، شحاتة م، شلبي أ، خليفة ف، محمود أ، الغار إم إيه، دواير إيه سي، غزال إم، حدياب إتش، كينتون آر، الباز أ: نظام CAD جديد قائم على CNN للتقييم المبكر لـ ضعف الكلى المزروعة. ممثل العلوم 9: 5948، 2019 https:// doi.org/10.1038/s41598-019-42431-3

8. Wang Z، Yang H، Suo C، Wei J، Tan R، Gu M: تطبيق التصوير المرن بالموجات فوق الصوتية لخلل الطعم الخيفي المزمن في زراعة الكلى. J الموجات فوق الصوتية ميد 36: 1759-1769، 2017 https://doi.org/10.1002/jum.14221

9. Preuss S، Rother C، Renders L، Wagenpfeil S، B€ utter-Herold M، Slotta-Huspenina J، Holtzmann C، Kuechle C، Heemann U، Stock KF: التصوير بالموجات فوق الصوتية للطعم الكلوي: العلاقة بين مؤشر مقاومة دوبلر بالموجات فوق الصوتية (RI) وعلم الهستوبا. كلين هيمورهيول ميكروسيرك 70: 413-422، 2018 https://doi.org/10.3233/CH-189306

10. Kuo CC، Chang CM، Liu KT، Lin WK، Chiang HY، Chung CW، Ho MR، Sun PR، Yang RL، Chen KT: أتمتة التنبؤ بوظائف الكلى وتصنيفها من خلال تصوير الكلى القائم على الموجات فوق الصوتية باستخدام التعلم العميق. أرقام ميد 2: 1-9، 2019

















قد يعجبك ايضا