人工智能輔助閱片與單純人工閱片在女性陰道微生態檢測中的比對研究

【摘要】目的：對比人工智能輔助閱片與單純人工閱片在女性陰道微生態系統形態學診斷中的差異性和一致性，分析存在的臨床價值。方法：收集醫院檢驗科女性陰道分泌物涂片樣本，時間均為2023年5月—2023年6月之間，共獲得有完整資料的300例樣本。獲取革蘭染色圖像、檢驗員等級考核質量，統計單純人工閱片和人工智能輔助閱片對微生物和細胞形態特征異常檢出率及診斷符合率，確定診斷標準，比較兩種不同閱片方式的AV評分和Nugent評分。結果：人工智能輔助閱片和單純人工閱片在AV評分和Nugent評分的一致性檢驗Kappa值分別為0.780和0.837，在AV評分和Nugent評分二分類診斷上差異有統計學意義（P<0.05），相較于單純人工閱片，人工智能輔助閱片在診斷準確性方面具有優勢。結論：在女性生殖道微生態系統形態學診斷中，人工智能輔助閱片和單純人工閱片均具有良好的診斷一致性，但人工智能輔助閱片表現出更高的效率和可靠性。

【關鍵詞】人工智能輔助閱片；單純人工閱片；陰道微生態；系統形態學診斷；比對研究

Comparative study of artificial intelligence assisted film reading and simple artificial film reading in female vaginal microecology detection

HU Xiaoyan， DU Qiong

The First People’s Hospital of Baiyin City， Baiyin， Gansu 730900， China

【Abstract】Objective：To compare the differences and consistency between artificial intelligence assisted film reading and pure artificial film reading in the morphological diagnosis of female vaginal microbiota，and analyze the clinical value of their existence.Methods：Collecting smear samples of female vaginal secretions from the hospital’s laboratory department，all from May 2023 to June 2023，and obtaining a total of 300 samples with complete information.Obtaining Gram staining images，assessing the quality of inspector level assessment，calculating the detection rate and diagnostic compliance rate of microbial and cellular morphological abnormalities using pure artificial film reading and AI assisted film reading，determining diagnostic criteria，and comparing the AV score and Nugent score under two different film reading methods.Results：Kappa values for the consistency test of AV score and Nugent score between AI assisted film reading and pure artificial film reading were 0.780 and 0.837，respectively，which showed statistically significant difference in the binary diagnosis of AV score and Nugent score （P<0.05）.Compared with pure manual film reading，AI-assisted film reading had an advantage in terms of diagnostic accuracy. Conclusion：In the morphological diagnosis of female reproductive tract microecosystem，both AI-assisted film reading and pure manual film reading have good diagnostic consistency，but AI-assisted film reading shows higher efficiency and reliability.

【Key Words】Artificial intelligence assisted film reading； Simple manual film reading； Vaginal microbiota； Systematic morphological diagnosis； Comparative research

女性陰道微生態系統形態學診斷是一項重要的臨床工作，女性陰道微生態評價系統包括形態學檢測和功能學檢測兩部分。形態學診斷方法包括革蘭染色涂片鏡檢法和濕片鏡檢法，主要采用顯微鏡人工形態學檢驗觀察陰道分泌物內的微生物和細胞形態特征進行判讀。在傳統的單純人工閱片過程中，醫師需憑借自身的專業知識、經驗和觀察力來判斷和診斷，具有一定的局限性，容易受到主觀意識和視覺疲勞等因素的影響，可能存在一定的誤診率和漏診率[1]。因此，臨床迫切需要一種更有效的輔助診斷方法來提高檢驗人員業務水平，提高診斷準確性和時效性。Nugent評分、AV評分等多個指標已被應用到閱片的量化判斷中，以量化革蘭染色，從而實現對陰道微生態多個指標的自動化診斷[2]。目前，已有文章報道使用自動化分析系統對革蘭染色涂片的形態學進行評價，結果表明，在BV、AV以及其他陰道菌群指標上與人工鏡檢有較好的一致性[3]。但關于該類報道仍有一些需要解決的問題，如評價水平是否受不同級別檢驗人員的影響、如何使用人工智能或自動化分析系統達到最優效果、人工智能輔助閱片可能無法提供全面的臨床判斷等。因此，本研究對比人工智能輔助閱片與單純人工閱片在女性陰道微生態系統形態學診斷中的差異性和一致性，分析存在的臨床價值，以期為臨床決策提供更為可靠的形態學依據。

1材料與方法

1.1研究對象

收集本院檢驗科收到的女性陰道分泌物樣本，時間均為2023年5月—2023年6月之間，共獲得有完整資料的300例樣本。納入標準：①年齡24～46歲，育齡期婦女；②有性生活；③涂片能進行Nugent評分和AV評分判斷。排除標準：①月經期、妊娠期女性陰道分泌物樣本；②涂片樣本不符合制片要求；③樣本干燥或受到污染。

1.2方法

1.2.1取樣、涂片制備及革蘭染色

使用女性拭子從陰道上1/3側壁刮取分泌物，將取得的樣本均勻、細致地涂抹于玻璃載玻片上；將涂片放置在通風處自然干燥，或用低溫吹風機加速干燥；使細菌附著于載玻片上，將涂片固定在95%乙醇中，使細胞蛋白質變性，在涂片上滴加革蘭染色劑浸泡數分鐘，用洗凈的蒸餾水沖洗載玻片以去除未結合的染色劑，在涂片上滴加洗凈過的革蘭染色劑紫晶液浸泡30s～1min，再次用洗凈的蒸餾水沖洗載玻片，直至洗滌液清澈無色，用吸水紙輕輕吸干載玻片表面的水分；觀察載玻片下的細菌染色情況，TURING M3F顯微圖像掃描儀拍攝圖片，并按照鏡檢閱片方法進行觀察。

1.2.2鏡檢閱片方法

每張分泌物涂片均使用人工智能輔助閱片與單純人工閱片兩種方法。其中，①人工智能輔助閱片：Descartes-Image婦科微生態輔助分析軟件自動分析出每張分泌物涂片的Nugent評分和AV評分。②單純人工閱片：對拍攝的數字圖片進行人工閱片，給出每張分泌物涂片的Nugent評分和AV評分。

1.2.3判定標準

根據2016年《陰道微生態評價的臨床應用專家共識》和《細菌性陰道病診治指南（2021修訂版）》[4-5]， 開展對細菌性陰道病（BV）和需氧菌性陰道炎（AV）的診斷，以Nugent評分≥4分判斷為陽性，為BV；AV評分≥3分標記為AV陽性病例。

1.3統計學分析

采用SPSS 23.0統計學軟件進行數據分析。計數資料采用（%）表示，進行x2檢驗，計量資料采用（x±s）表示，進行t檢驗，P<0.05為差異具有統計學意義。

2結果

人工智能輔助閱片和單純人工閱片在AV評分和Nugent評分的差異分析

人工智能輔助閱片和單純人工閱片在AV評分和Nugent評分的一致性檢驗Kappa值分別為0.780和0.837，在AV和Nugent評分二分類診斷上差異有統計學意義（P<0.05），相較于單純人工閱片，人工智能輔助閱片在診斷準確性方面具有優勢。見表1。

3 討論

光學顯微技術的體液形態學鏡檢在臨床微生物檢驗中的重要性較高，特別是對婦科生殖道感染的臨床診斷，白帶有形成分的鏡檢可以提供重要的臨床信息。人工閱片可以確定鏡檢下女性陰道微生態系統形態學，但該方法經驗和主觀判斷依賴性較高[6]。人工智能輔助閱片已經迅速發展為臨床鏡檢的主要方式，利用自動掃描顯微鏡進行數字成像，高清顯示女性陰道微生態系統形態學，避免了主觀判斷或經驗判斷，效率和準確度較高。通過自動掃描顯微鏡進行數字成像，可以快速獲取大量的顯微鏡圖像，并實現遠程觀察和共享。同時，結合人工智能技術，可以開發出自動化圖像分析算法，實現自動計數、分類和定量分析等功能。因此，人工智能輔助閱片達到提高形態學鏡檢的工作效率、減輕檢驗人員負擔、降低人為誤差、提高診斷的準確性和一致性的作用。

本文對比人工智能輔助閱片與單純人工閱片在女性陰道微生態系統形態學診斷中的差異性和一致性，結果顯示人工智能輔助閱片和單純人工閱片在AV評分和Nugent評分的一致性檢驗Kappa值分別為0.780和0.837，在AV和Nugent評分二分類診斷上差異有統計學意義（P<0.05）。說明了兩者在評估影像中的判別力和準確性相近，但相較于單純人工閱片，人工智能輔助閱片在診斷準確性方面具有優勢。另外，本研究結果顯示，人工智能輔助閱片相比單純人工閱片在LSIL和HSIL的診斷符合率方面具有優勢，符合既往相關報道[7]。人工智能輔助閱片減少了人為主觀因素的干擾。人工智能系統在判斷過程中不受情緒、疲勞等因素的影響，能夠始終保持一致的準確性和穩定性。而單純人工閱片可能受到主觀偏見、個體差異等因素的影響，導致診斷結果的不一致性。人工智能輔助閱片可以在較短的時間內完成大量的圖像分析工作，提高工作效率，這對快速準確地篩查和診斷病變非常重要。相比之下，單純人工閱片需要更多的時間和精力，容易疲勞并增加錯誤的風險。

綜上所述，相較于單純人工閱片，人工智能輔助閱片在診斷準確性方面具有優勢，能夠更準確地檢測和評估微生態系統的異常情況，為陰道微生物評價方法的臨床廣泛應用提供了很好的技術支持。

參考文獻

[1] 劉志磊，徐慧敏，楊森，等.從3例典型病例探討功能學指標在陰道微生態檢測中的臨床意義[J].中國衛生檢驗雜志，2020，30（3）：279-281.

[2] 林蓉蓉，劉佳，邱德穩，等.不同程度宮頸病變患者陰道微生態變化及與HPV-DNA的關系[J].檢驗醫學與臨床，2021，18（19）：2866-2869.

[3] 楊華，孫天舒，王瑤，等.人工智能輔助閱片與單純人工閱片在女性陰道微生態系統形態學診斷中的比對研究[J].現代檢驗醫學雜志，2023，38（1）：169-174.

[4] 中華醫學會婦產科學分會感染性疾病協作組.陰道微生態評價的臨床應用專家共識[J].中華婦產科雜志，2016，51（10）：721-723.

[5] 中華醫學會婦產科學分會感染性疾病協作組.細菌性陰道病診治指南（2021修訂版）[J].中華婦產科雜志， 2021，56（1）：3-6.

[6] 王嵐，莫洪敏，鐘俊妍，等.人工智能宮頸癌篩查系統聯合陰道微生態檢測在宮頸癌早期篩查中的應用價值[J].廣西醫學，2021，43（16）：1923-1926.

[7] 王雯，程玲慧，陳毛毛，等.1151例絕經后女性陰道微生態狀況評價[J].中國臨床保健雜志，2020，23（3）：408-411.