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基于深度学习的宫颈细胞全视野数字切片自动分析方法

作者: 杨香山;张欣欣;蔡东兴;车志龙;陈辰; 
单位:1.山东省立第三医院病理科 2.山东云旗信息科技有限公司
关键词: 宫颈细胞;全视野数字切片;深度学习;YOLOv8;注意力; 
分类号:
出版年·卷·期(页码):2025·44·4(347-356)
摘要:

目的 宫颈癌(cervical cancer, CCA)是危害女性生命健康的高发癌症之一,针对宫颈液基细胞学检查人工阅片费时费力、主观性强且医疗资源不足的问题,提出了一种基于深度学习的宫颈细胞全视野数字切片(whole slide image, WSI)自动分析方法,以提高病理医师的筛查和诊断效率。方法 收集山东省立第三医院病理科2 834张宫颈细胞数字切片,划分为patch数据集和WSI数据集。将patch数据集用于深度学习模型搭建、训练和测试,为了消除WSI制片和扫描过程中颜色差异的影响,使用大量数据增强方法扩增数据集以提高模型泛化能力,在YOLOv8模型基础上引入高效多尺度注意力(efficient multi-scale attention, EMA)增强模型对复杂样本的检测能力,采用精准率、召回率、全类平均精度(mAP)等指标评价模型性能。对于WSI数据集,使用TopK平均置信度方法集成检测结果来预测WSI阳性概率,使用敏感度、特异度等指标评价分类方法性能。结果 Patch数据集验证集和测试集的mAP@0.5指标分别为0.717和0.652,消融实验中模型添加数据增强和注意力方法后mAP@0.5分别提升2.5%和1.3%,最终精准率为0.661、召回率为0.69、mAP@0.5为0.717;WSI数据集切片分类的敏感度为0.974、特异度为0.39。结论 本研究所提方法具有良好的异常宫颈细胞检测能力,在临床上可帮助病理医师进行病灶区域的快速筛查,同时具有一定的WSI阴性阳性分类能力,可以在疾病早期筛查中进行分流管理。

参考文献:

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