准确和及时的声带白血病的手持式OCT机器学习辅助手术分类
Xueying Li1, Shilong Sun2, Yipeng Zhang1
1Key Laboratory of Biomechanics and Mechanobiology (Beihang University), Ministry of Education, Key Laboratory of Innovation and Transformation of Advanced Medical Devices, Ministry of Industry and Information Technology, National Medical Innovation Platform for Industry-Education Integration in Advanced Medical Devices (Interdiscipline of Medicine and Engineering), School of Biological Science and Medical Engineering, School of Engineering Medicine, Beihang University, Beijing 100191, China.
一个新的手持式光连贯断层扫描 (OCT) 系统在手术期间准确地分类声带病变. 这项技术有助于区分低风险的发育不良与恶性瘤,改善声带白血病的治疗决策.
科学领域:
- 耳鼻喉科 耳鼻喉科 耳鼻喉科
- 医疗成像医学成像
- 在瘤学瘤学.
背景情况:
- 精确的声带白血病的术中分类对于喉癌的分期至关重要.
- 目前的内镜方法,如NBI和WLI,对于分类低风险发育不良的敏感性有限 (<70%).
- 光学连贯断层扫描 (OCT) 显示了声病变的非侵入性成像的前景.
研究的目的:
- 设计和制造一个手持的OCT探头和扫描源OCT系统用于手术内声损伤监测.
- 评估系统能够准确及及时地在手术期间定位和分类声带组织的能力.
- 评估系统在区分低风险,高风险和恶性声带病变方面的表现.
主要方法:
- 开发了一个手持的OCT探头 (3 mm OD,长度25 cm) 和一个扫描源OCT系统.
- 从12名患有声带病变的患者收集了OCT图像 (378张B扫描图像).
- 提取了8个特征 (像素强度,衰减系数),并使用随机森林模型进行分类.
主要成果:
- OCT系统实现了2D成像速度为100fps,侧面分辨率为7.96μm,成像深度为2.12mm.
- 随机森林模型表现出高准确度 (92.59%) 和回忆 (93.25%) 进行病变的分类.
- 该系统实现了84.21%的灵敏度,用于在手术内识别低风险的发育不良.
结论:
- 开发的手持OCT系统提供了快速而准确的声带白血病的手术内病理诊断.
- 这项技术为治疗决策提供了关键的指导 (保守与外科手术) 基于病变的严重程度.
- OCT成像增强了在手术期间识别低风险发育不良的能力,改善了患者管理.
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