孟超肝病外脑2.0在人工智能临床诊疗领域的应用初探

李海涛; 刘红枝; 方国旭; 郭鹏飞; 陈振伟; 刘景丰

doi:10.3969/j.issn.1001-5256.2023.12.022

孟超肝病外脑2.0在人工智能临床诊疗领域的应用初探

DOI: 10.3969/j.issn.1001-5256.2023.12.022

李海涛^{1a, 1b},
刘红枝^1b,
方国旭^1a,
郭鹏飞^1a,
陈振伟^1a,
刘景丰^{1a, 3, , ,}

1a.
福建医科大学孟超肝胆医院东南肝胆健康大数据研究所，福州 350025
1b.
福建医科大学孟超肝胆医院肝胆胰外科，福州 350025
2.
福建省肿瘤医院肝胆胰外科，福州 350025

基金项目:

福州市科技局福建省科技创新平台项目 (2021-P-055)

伦理学声明：本研究方案经由福建医科大学孟超肝胆医院医学伦理委员会审批，批号：2023_016_01，所纳入患者均签署知情同意书。

利益冲突声明：本文不存在任何利益冲突。

作者贡献声明：李海涛负责课题设计，撰写论文，修改论文；刘红枝、方国旭负责数据收集和验证；郭鹏飞、陈振伟负责软件开发及应用；刘景丰指导撰写文章并最后定稿。

详细信息

通信作者:
刘景丰， drjingfeng@126.com （ORCID： 0000-0003-3499-5678）

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出版历程
- 收稿日期: 2023-03-12
- 录用日期: 2023-04-21
- 出版日期: 2023-12-12

Application of Mengchao Liver Disease-Brain System version 2.0 in artificial intelligence-assisted clinical diagnosis and treatment： A preliminary study

Haitao LI^{1a, 1b},
Hongzhi LIU^1b,
Gouxu FANG^1a,
Pengfei GUO^1a,
Zhenwei CHEN^1a,
Jingfeng LIU^{1a, 3
, ,
,}

1a.
Southeast Big Data Institute of Hepatobiliary Health，Mengchao Hepatobiliary Hospital of Fujian Medical University，Fuzhou 350025，China
1b.
Department of Hepatopancreatobiliary Surgery，Mengchao Hepatobiliary Hospital of Fujian Medical University，Fuzhou 350025，China
2.
Fujian Provincial Tumor Hospital，Fuzhou 350025，China

Research funding:

Science and Technology Innovation Platform Project of Fuzhou Science and Technology Bureau (2021-P-055)

More Information

Corresponding author: LIU Jingfeng， drjingfeng@126.com （ORCID： 0000-0003-3499-5678）

摘要

摘要: 目的探讨孟超肝病外脑2.0版在临床诊疗中的初期应用。方法使用福建医科大学孟超肝胆医院东南肝胆健康大数据研究所大数据智能信息化系统自动抓取2021年6月9日—21日入院的内外科在院病例共160例，以慢性乙型肝炎辅助诊断、肝纤维化解读、慢性乙型肝炎分期模型、肝硬化辅助诊断、肝硬化辅助分期、原发性肝癌辅助诊断、原发性肝癌BCLC分期、原发性肝癌中国分期、Child-Pugh评分、APRI评分等智能辅助诊断工具为测试内容，评价孟超肝病外脑2.0人工智能结论的完整性、准确性。结果所有辅助诊断工具在测试时间内提取到规范的关键维度完整率为94.17%。抓取数据的准确性方面，人工智能报告结构化准确率为97.55%；文本处理准确率为91.61%。结论孟超肝病外脑2.0为医学专科大数据平台建设提供一种创新模式，在初期临床诊疗中作为一种辅助诊断工具，具有较高准确率。
- 人工智能 /
- 孟超肝病外脑 /
- 决策支持系统，临床
Abstract: Objective To investigate the application of Mengchao Liver Disease-Brain System version 2.0 in clinical diagnosis and treatment. Methods This study was conducted among 160 patients who were admitted to the internal medicine and surgical departments from June 9 to 21， 2021， and their data were automatically captured by the intelligent information system of Southeast Big Data Institute of Hepatobiliary Health， Mengchao Hepatobiliary Hospital of Fujian Medical University. The completeness and accuracy of Mengchao Liver Disease-Brain System version 2.0 were evaluated based on the intelligent diagnostic tools such as auxiliary diagnosis of chronic hepatitis B， interpretation of liver fibrosis， staging model of chronic hepatitis B， auxiliary diagnosis of liver cirrhosis， auxiliary staining of liver cirrhosis， auxiliary diagnosis of primary liver cancer， BCLC stage of primary liver cancer， Chinese staging of primary liver cancer， Child-Pugh score， and APRI score. Results All auxiliary diagnostic tools had a complete rate of 94.17% in terms of the extraction of correct key dimensions within the test period. The artificial intelligence report had a structured accuracy of 97.55% in capturing data and an accuracy rate of 91.61% in text processing. Conclusion Mengchao Liver Disease-Brain System version 2.0 provides an innovative mode for the construction of big data platform in medical specialties and has a high accuracy as an auxiliary diagnostic tool in clinical diagnosis and treatment.
- Artificial Intelligence /
- Brain of Mengchao Liver Disease /
- Decision Support Systems， Clinical

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表 1 慢性乙型肝炎辅助诊断

Table 1. Auxiliary diagnosis of chronic hepatitis B

序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	错误维度数		准确率（%）
序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	检查时间	检验值	准确率（%）
1	HBsAg	160	157	1	2	98.13
2	HBeAg	160	158	1	1	98.75
3	HBV DNA	160	158	1	1	98.75
4	ALT	160	160	0	0	100.00
5	HBsAg和/或HBV DNA阳性6个月以上	160	147	0	13	91.88
注：用例维度总数160个，一共得出32个结论，其中18个正确，14个错误，准确率为56.00%。

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表 2 肝纤维化解读

Table 2. Interpretation of hepatic fibrosis

序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	错误维度数		准确率（%）
序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	检查时间	检验值	准确率（%）
1	适用人群	15	14	1	0	93.33
2	肝硬度值	15	15	0	0	100.00
3	ALT	15	15	0	0	100.00
4	TBil	15	15	0	0	100.00
5	ALT正常值上限	15	15	0	0	100.00
注：用例维度总数15个，一共得出3个结论，其中2个正确，1个错误，准确率为66.66%。

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表 3 慢性乙型肝炎分期模型

Table 3. Staging model of chronic hepatitis B

序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	错误维度数		准确率（%）
序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	检查时间	检验值	准确率（%）
1	凝血酶原活动度	42	41	1	0	97.62
2	国际标准化比值	42	41	1	0	97.62
3	TBil	42	41	1	0	97.62
4	Alb	42	41	1	0	97.62
5	ALT	42	41	1	0	97.62
6	AST	42	41	1	0	97.62
7	胆碱酯酶	42	41	1	0	97.62
注：用例维度总数42个，一共得出6个结论，其中5个正确，1个错误，准确率为83.33%。

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表 4 肝硬化辅助诊断

Table 4. Auxiliary diagnosis of hepatocirrhosis

序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	错误维度数		准确率（%）
序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	检查时间	检验值	准确率（%）
1	肝组织学有无肝硬化	256	256	0	0	100.00
2	食管与胃底静脉曲张	256	254	0	2	99.21
3	MRI、CT、超声提示肝硬化	256	255	0	1	99.60
4	肝硬度值提示肝硬化	256	256	0	0	100.00
5	血小板计数	256	256	0	0	100.00
6	Alb	256	256	0	0	100.00
7	国际标准化比值	256	256	0	0	100.00
8	APRI评分	256	256	0	0	100.00
注：用例维度总数256个，一共得出32个结论，其中29个正确，3个错误，准确率为90.62%。

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表 5 肝硬化辅助分期

Table 5. Auxiliary staging of hepatocirrhosis

序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	错误维度数		准确率（%）
序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	检查时间	检验值	准确率（%）
1	显著门静脉高压	119	117	1	1	98.32
2	消化道静脉曲张	119	117	1	1	98.32
3	腹水	119	118	0	1	99.16
4	消化道静脉曲张出血	119	118	1	0	99.16
5	肝性脑病	119	119	0	0	100.00
6	脓毒症	119	119	0	0	100.00
7	其他多器官功能损伤	119	119	0	0	100.00
注：用例维度总数119个，一共得出17个结论，其中13个正确，4个错误，准确率为75.47%。

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表 6 原发性肝癌辅助诊断

Table 6. Auxiliary diagnosis of primary hepatic carcinoma

序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	错误维度数		准确率（%）
序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	检查时间	检验值	准确率（%）
1	甲胎蛋白	384	383	1	0	99.74
2	CT扫描
	扫描方式	384	382	1	1	99.47
	性质/特征	384	381	1	2	99.21
	结节大小	384	381	1	2	99.21
3	超声
	方式	384	382	1	1	99.47
	性质/特征	384	377	1	6	98.17
	结节大小	384	377	1	6	98.17
4	MRI
	方式	384	384	0	0	100.00
	性质/特征	384	380	0	4	98.95
	结节大小	384	379	0	5	98.69
5	普美显
	性质	384	384	0	0	100.00
	结节大小	384	384	0	0	100.00
注：用例维度总数384个，一共得出32个结论，其中20个正确，12个错误，准确率为62.50%。

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表 7 原发性肝癌BCLC分期

Table 7. BCLC staging of primary hepatic carcinoma

序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	错误维度数		准确率（%）
序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	检查时间	检验值	准确率（%）
1	肿瘤数目	49	48	0	1	97.96
2	肿瘤大小	49	47	0	2	95.92
3	Child-Pugh评分	49	49	0	0	100.00
4	腹水	49	49	0	0	100.00
5	PS评分	49	49	0	0	100.00
6	门静脉侵犯	49	46	0	3	93.88
7	肝外转移	49	47	1	1	95.92
注：用例维度总数49个，一共得出7个结论，其中4个正确，3个错误，准确率为57.14%。

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表 8 原发性肝癌中国分期

Table 8. Chinese staging of primary hepatic carcinoma

序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	错误维度数		准确率（%）
序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	检查时间	检验值	准确率（%）
1	PS评分	42	42	0	0	100.00
2	Child-Pugh评分	42	42	0	0	100.00
3	肝外转移	42	41	0	1	97.62
4	血管侵犯	42	42	0	0	100.00
5	肿瘤数目	42	40	0	2	95.24
6	肿瘤最大径	42	40	1	1	95.24
注：用例维度总数42个，一共得出7个结论，其中4个正确，3个错误，准确率为57.14%。

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表 9 Child-Pugh 评分

Table 9. Child-Pugh score

序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	错误维度数		准确率（%）
序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	检查时间	检验值	准确率（%）
1	TBil	160	158	1	1	98.75
2	Alb	160	159	1	0	99.38
3	凝血酶原时间延长	160	159	1	0	99.38
4	腹水	160	156	2	2	97.50
5	肝性脑病	160	158	2	0	98.75
注：用例维度总数160个，一共得出32个结论，其中28个正确，4个错误，准确率为87.50%。

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表 10 APRI评分

Table 10. APRI score

序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	错误维度数		准确率（%）
序号	关键指标	用例维度总数	正确维度数	检查时间	检验值	准确率（%）
1	AST正常值上限	96	96	0	0	100.00
2	血小板计数	96	96	0	0	100.00
3	AST	96	95	1	0	98.95
注：用例维度总数96个，一共得出32个结论，其中31个正确，1个错误，准确率为96.87%。

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表 11 各辅助诊断工具自动抓取的完整性

Table 11. Integrity of automatic data capture for all auxiliary diagnosis tools

工具名称	工具数量	关键维度数	正确维度数	错误维度数
工具名称	工具数量	关键维度数	正确维度数	检查时间	检验值
原发性肝癌辅助诊断	32	384	360	9	15
Child-Pugh评分	32	160	156	2	2
APRI评分	32	96	95	1	0
原发性肝癌中国分期	7	42	38	1	3
原发性肝癌BCLC分期	7	49	42	0	7
肝硬化辅助诊断	32	256	253	0	3
肝硬化辅助分期	17	119	115	3	1
慢性乙型肝炎辅助诊断	32	160	140	3	17
慢性乙型肝炎分期模型	6	42	33	7	2
肝纤维化解读	3	15	14	0	1
合计	200	1 323	1 246	26	51

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表 12 各辅助诊断工具自动抓取的准确性

Table 12. Accuracy of automatic data capture for all auxiliary diagnosis tools

工具名称	测试数	维度数	维度类型			结构化			文本处理			维度总数
工具名称	测试数	维度数	结构化	文本处理	工具导入	总数	正确	错误	总数	正确	错误	维度总数
原发性肝癌辅助诊断	32	12	1	11	0	32	32	0	352	325	27	384
Child-Pugh评分	32	5	3	2	0	96	92	4	64	58	6	160
APRI评分	32	3	3	0	0	96	95	1	0	0	0	96
原发性肝癌中国分期	7	6	0	5	1	0	0	0	35	30	5	35
原发性肝癌BCLC分期	7	7	0	6	1	0	0	0	42	34	8	42
肝硬化辅助诊断	32	8	3	4	1	96	93	3	128	128	0	224
肝硬化辅助分期	17	7	0	7	0	0	0	0	119	113	6	119
慢性乙型肝炎辅助诊断	32	5	4	1	0	128	124	4	32	19	13	160
慢性乙型肝炎分期模型	6	7	5	2	0	30	30	0	12	12	0	42
肝纤维化解读	3	5	4	1	0	12	12	0	3	2	1	15
合计	200	65	23	39	3	490	478	12	787	721	66	1 277^1）
注：1）工具导入数据46次未列入表中（测试过程中原发性肝癌中国分期使用7次Child-Pugh评分数据，原发性肝癌BCLC分期使用7次Child-Pugh评分数据，肝硬化辅助诊断使用32次APRI数据）。

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