基于AI量化评估的湿性年龄相关性黄斑变性视网膜下液、视网膜内液及色素上皮脱离体积与人工测量高度相关性分析

《Scientific Reports》:Correlation between human expert macular fluid height assessment and fluid volume quantification in neovascular age-related macular degeneration

【字体: 时间:2026年03月25日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对nAMD(湿性年龄相关性黄斑变性)疾病活动性评估难题,将专家人工测量中心毫米内视网膜液最大高度,与基于AI的工具(RetInSight Fluid Monitor Version 2)自动量化的垂直高度和三维体积进行对比。结果显示,AI与人工测量在IRF(视网膜内液)和PED(色素上皮脱离)的高度上强相关,在SRF(视网膜下液)上中度相关;但中心毫米内最大液高无法可靠反映6毫米范围内总体积液体积与空间分布。这证实了AI全容积量化评估在精确衡量nAMD疾病活动性方面的独特价值。

  
湿性年龄相关性黄斑变性(neovascular age-related macular degeneration, nAMD)是导致老年人中心视力严重受损甚至失明的主要原因。在临床诊疗中,医生通常借助光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography, OCT)这一“眼科CT”来观察患者眼底,尤其是识别和评估病灶内的异常积液。其中,视网膜下液(Subretinal Fluid, SRF)、视网膜内液(Intraretinal Fluid, IRF)和色素上皮脱离(Pigment Epithelial Detachment, PED)是评估nAMD疾病活动性、指导治疗决策的三大关键影像学标志。
然而,传统的评估方式存在局限性。临床上,医生通常手动在OCT的B扫描图像上,测量中心区域(尤其是中心1毫米内)积液的最大垂直高度,以此来判断病情轻重和疗效。这种方法虽然直接,但本质上是将复杂的三维立体积液“压扁”成了一维的线段。一个关键问题悬而未决:在单点B扫描上测得的这个最大高度,究竟能在多大程度上代表整个黄斑区(例如中心6毫米范围)的积液总体积和空间分布?它能否准确、全面地反映疾病的真实活动状态?这个疑问,直接关系到治疗策略的精准性。
为了解决这一问题,一支研究团队开展了一项回顾性研究,其成果发表在《Scientific Reports》上。他们旨在探究人工测量的最大积液高度与基于人工智能(AI)算法自动量化的三维流体体积之间的关联,并评估AI量化指标在反映nAMD疾病活动性方面的潜力。
为了回答上述问题,研究人员主要应用了以下几项关键技术方法:首先,他们收集了来自多中心的nAMD患者队列的基线OCT影像数据进行回顾性分析。其次,由人类专家手动在OCT的B扫描图像上,测量中心毫米(Central Millimeter, CMM)区域内IRF、SRF和PED的最大垂直高度。最后,也是核心的一步,是使用一款经过认证的基于AI的自动量化工具(RetInSight Fluid Monitor Version 2),对同一批OCT数据进行处理。该工具能够自动分割并量化三种类型积液的垂直高度以及更为重要的三维体积数据,为对比研究提供了客观、定量的基础。
研究结果
1. 队列与积液检出情况
研究共分析了890只患眼。在中心毫米区域内,通过评估发现:328只眼存在IRF,502只眼存在SRF,705只眼存在PED。这反映了PED在nAMD患者中的高发生率。
2. 人工测量高度与AI测量高度的相关性
将人类专家手动测量的最大液高,与AI工具在对应位置自动测量的垂直液高进行对比,结果显示:
  • 对于IRF,两者呈现强相关性(相关系数 r = 0.87)。
  • 对于PED,同样呈现强相关性(r = 0.91)。
  • 对于SRF,相关性为中度(r = 0.67)。
    这表明,在测量单一B扫描上的积液垂直高度这一任务上,AI工具与人类专家对IRF和PED的判断非常一致,但对SRF的判断一致性稍弱。
3. 人工测量高度与AI量化体积的相关性
这是本研究探讨的核心。研究人员进一步将手动测量的中心毫米最大液高,与AI工具在中心毫米区域内量化的同类型积液总体积进行关联分析:
  • IRF的手动高度与AI体积呈强相关(r = 0.76)。
  • PED的手动高度与AI体积也呈强相关(r = 0.87)。
  • SRF的手动高度与AI体积呈中度相关(r = 0.55)。
    这一结果说明,即使在中心毫米这个较小区域内,单纯的最大高度与区域总体积之间也存在一定差异,这种差异在SRF上尤为明显。
4. 中心毫米高度与中心6毫米总体积的相关性
为了回答“局部高度能否代表全局病情”的关键问题,研究人员将手动测量的中心毫米最大液高,与AI工具在整个中心6毫米直径范围内量化的同类型积液总体积进行对比。结果显示,所有类型积液的相关性均显著下降。这清晰表明,在单点B扫描上测得的最大积液高度,并不能可靠地反映整个黄斑区(中心6毫米)内积液的总负荷(总体积)及其空间分布情况。
研究结论与讨论
本研究通过系统对比分析,得出明确结论:基于AI的自动测量与人类专家手动测量在IRF和PED的高度评估上具有高度一致性,在SRF高度评估上一致性中等。然而,更具颠覆性的发现是,传统的、基于单一B扫描的最大积液高度测量方法,并不能可靠地反映nAMD在整个黄斑区的总积液体积或疾病活动的全貌
这一结论具有重要的临床与科研意义。它直接挑战了仅依赖局部高度判断全局病情的习惯做法,揭示了其局限性。手动测量高度易受扫描位置选择的主观影响,且完全忽略了积液在三维空间中的延展与形态。而基于AI的视网膜积液评估工具,如本研究中所采用的,能够实现对视网膜积液(包括IRF、SRF、PED)的全自动、定量化、全容积评估。它不再局限于“一维高度”,而是提供了“三维体积”这一更全面、更客观的指标。
因此,该研究强有力地论证了,AI驱动的视网膜流体量化评估,能够实现对nAMD疾病活动性更精准、更可重复的衡量。它为临床医生提供了一个超越传统主观评估的强大工具,有望在未来帮助制定更个体化的治疗方?,优化治疗间隔,并作为临床试验中更敏感的疗效终点指标,从而推动nAMD诊疗向更精准、更数据驱动的方向发展。
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