面向人工智能应用的干眼影像分类与标注方法、流程及质量控制专家共识(2025)

发布日期:
2025-04-17
制定者:

《面向人工智能应用的干眼影像分类与标注方法 流程及质量控制专家共识(2025)》专家组

中国医药教育协会

出处:
中华实验眼科杂志,2025,43(04):289-300.
AI大纲:

制定背景和方法

  • 干眼现状:患病率因多种因素升高,病理机制复杂,影响患者生活质量,需高效诊断和治疗方法;患病率因多种因素不断升高,病理机制复杂,影响患者生活质量,亟需高效诊断和治疗方法
  • AI 应用:为干眼诊疗提供新方案,但模型训练依赖高质量数据标注,当前干眼影像分类与标注缺乏规范;为干眼诊疗提供新方案,但影像分类与标注缺乏统一规范,阻碍AI模型开发和临床应用
  • 共识制定:2024 年 3 月成立专家组,检索文献、总结现状与挑战,经多次研讨、征求意见和多轮完善,于 2025 年形成共识;2024年3月成立专家组,检索文献,总结现状与挑战,多次研讨,广泛征求意见,2025年形成最终版本

干眼影像分类与标注的研究范围和任务

  • 泪膜脂质层影像:对眼表综合分析仪、干涉仪等拍摄的脂质层进行定性或定量分析并分类标注;计算脂质层厚度,分析泪膜稳定程度;对脂质层进行定性或定量分析并分类标注,计算脂质层厚度,分析泪膜稳定程度
  • 泪河高度影像:对眼表综合分析仪或 OCT 设备拍摄的泪河图像中泪河高度进行标注与测量;准确定位标注位置,测量泪河高度,评估泪液分泌和排出功能平衡;标注与测量泪河高度,评估泪液分泌和排出功能平衡
  • 泪膜破裂时间影像:对泪膜破裂时间进行计量,分侵入性和非侵入性方式;记录瞬目后干燥斑出现位置及时间,评价首次及平均泪膜破裂时间,评价泪膜稳定性;计量泪膜破裂时间,记录干燥斑出现位置及时间,评价泪膜稳定性
  • 角膜荧光素染色影像:对角膜表面的荧光素着色情况进行判断;研究角膜染色情况,标注着色部位、位置、形状等,了解泪膜和角膜上皮状况;判断角膜表面荧光素着色情况,标注着色部位、位置、形状等,了解泪膜和角膜上皮状况
  • 睑板腺影像:对红外照相、激光活体共聚焦显微镜记录的图像中睑板腺的结构和形态进行评估;标注并研究睑板腺形态和结构特征,判断睑板腺功能状态;评估睑板腺的结构和形态,标注形态和结构特征,判断睑板腺功能状态

干眼影像分类与标注原则和方法

干眼影像分类与标注的原则和临床依据

  • 泪膜相关分类:按泪膜结构和功能分 5 类干眼,按 TBUT 和眼表损伤分 3 级干眼,依据泪河高度分 3 种情况
  • 泪膜脂质层影像
    • 原理:基于薄膜干涉原理,通过观察干涉图像对脂质层厚度进行分类,部分设备可自动计算;基于薄膜干涉原理,观察干涉图像色彩和流动性分类,部分设备可自动计算LLT
    • 正常值:15 - 157nm,平均约 42nm,可据此分正常、偏薄和偏厚,薄时提示脂质异常型干眼;依据LLT分为正常、偏薄和偏厚,较薄提示脂质异常型干眼
    • 作用:防止过度蒸发,降低泪膜表面张力,分泌不足或蒸发过快可导致干眼
  • TMH 影像
    • 功能:储存泪液,为眼表提供润滑和保护,可反映泪液分泌情况;储存泪液,为眼表提供润滑和保护,干眼患者泪河常变窄、断裂或消失
    • 分级:分正常、偏低和偏高,小于 0.2mm 提示泪液量异常,大于 1mm 提示眼睑或泪道疾病,偏低常提示水液缺乏型或脂质异常型干眼;依据高度分为正常、偏低和偏高,TMH异常提示可能存在泪液量异常或眼睑、泪道相关疾病,偏低常提示水液缺乏型或脂质异常型干眼
  • TBUT 影像
    • 定义:末次瞬目后到泪膜表面出现第 1 个干燥斑的时间间隔
    • 评价方法:分非侵入式和荧光素染色式,根据不同时间范围定义轻、中、重度干眼;泪膜稳定性是眼表健康重要标志,TBUT是常用评价方法
    • 非侵入式泪膜破裂时间(NIBUT):使用眼表综合分析仪,按时间定义干眼程度
    • 荧光素染色泪膜破裂时间(FBUT):使用荧光素钠染色,按时间定义干眼程度
  • CFS 影像
    • 作用:评估角膜上皮完整性和眼表炎症情况,对干眼和角膜炎等有诊断价值;角膜上皮作用是形成防护屏障,分泌黏蛋白参与泪膜构成,损伤会导致泪膜稳定性下降
    • 评估方法:使用荧光素钠染色,在钴蓝光下观察,通过着色点定量分析,联合 TBUT 对眼表损伤和干眼程度分类;使用荧光素钠染色,观察显影情况判断病变,定量分析着色点,联合TBUT分类眼表损伤和干眼程度
  • 睑板腺影像
    • 功能:分泌睑脂,参与构成泪膜脂质层,减少泪膜蒸发;分泌睑脂,参与构成泪膜脂质层,减少泪膜蒸发
    • 异常特征:弯曲、钩状、缺失等,合并螨虫感染可出现腺体不均匀萎缩;弯曲、钩状、缺失等,合并螨虫感染可能出现腺体不均匀萎缩
    • 影像类型:红外线睑板腺照相影像判断腺体缺失范围和程度,腺体明显缺失、显影不佳提示脂质异常型干眼;IVCM 影像观察腺泡密度、直径等,扫描方式可扫描所有腺体,腺泡扩张等可导致脂质异常型干眼;对睑板腺功能障碍和干眼的诊断和治疗有重要意义

睑板腺形态和功能评价影像

  • 红外线睑板腺照相影像:判断腺体缺失范围和程度;拍摄要求;异常提示脂质异常型干眼
  • IVCM影像:特点;观察参数;扫描方式;异常提示脂质异常型干眼

干眼影像分类与标注的方法

脂质层影像分级

  • 色彩评分分级:0 分薄脂质层,1 分中度厚脂质层,2 分厚脂质层
  • 干涉条纹外观分级:珍珠状、木星状、水晶样外观,结合 NIBUT 进行多标签分类;结合NIBUT分类
  • 部分设备分级:根据干涉图像颜色对应不同脂质层厚度分级,诊断睑板腺功能障碍界值为 75nm;部分设备干涉图像颜色分级

TMH影像分类与标注

  • 测量可使用多种设备,眼表综合分析仪或 OCT 可获量化高度值,评估泪液分泌情况
  • 眼表综合分析仪影像标注:应用Placido环成像技术;测量泪河中央TMH;操作流程:红外光聚焦,白光拍摄;测量位置;操作流程;瞳孔中心标注;下泪河区域标注
  • OCT影像标注:扫描从角膜6:00位置开始;测量眼睑 - 泪河与泪河 - 角膜交界处距离;扫描位置;TMH定义;测量方法

TBUT影像标注

  • NIBUT:眼表综合分析仪测定;记录首次和平均NIBUT;绘制泪膜破裂面积百分比曲线;测量仪器;测量方法;记录指标;临床应用
  • FBUT:荧光素钠染色;测量末次瞬目到首次黑点时间;重复3次取平均值;染色方法;观察方法;测量方法;正常值

眼表损伤分类与标注(CFS图)

  • 严重程度分级:0级:无着色;1级:轻度着色;2级:中度着色;3级:重度着色
  • 荧光素染色阳性区域评分与分割标注:角膜分区评分;结合CFS点和TBUT评估干眼程度;评分方法;干眼程度评估

睑板腺影像分类与标注

  • 睑板腺红外照相分类与标注:画出睑板范围;单独或整体标注腺体;排除鬼影腺体;测量睑板腺参数;标注步骤;标注方法;排除区域;测量参数
  • IVCM下睑板腺腺泡分类与标注:观察腺泡情况;定量分析腺泡形态参数;直接观察内容;定量分析参数

干眼影像分类与标注流程

总体要求

  • 筛选高质量图像
  • 遵循统一标准和规范
  • 使用专业标注工具
  • 定量分析提取参数

脂质层影像

  • 初步筛查图像;初步筛查
  • 分类、标注与评分
  • 判断脂质层状态;判断脂质层状态及干眼情况

TMH影像

  • 筛查泪河图像;初步筛查
  • 识别结构,判断异常;识别结构
  • 定位泪河,测量分析;定位测量与评估

TBUT影像

  • 判断泪膜情况,排除干扰;判断泪膜情况
  • 定位泪膜,识别干燥斑;定位识别干燥斑
  • 记录TBUT并分析;记录分析评估

CFS影像

  • 筛查CFS图像;初步筛查
  • 分类与标注
  • 判断眼表情况

睑板腺影像

  • 筛查睑板腺图像;初步筛查
  • 识别结构并标注;识别标注结构
  • 评估干眼状况

干眼影像分类与标注的质量控制要求

  • 标注人员资格:具备眼科医学背景;熟悉影像原理和临床意义;掌握设备操作与解读能力;标注人员的资格要求
  • 图像采集与预处理:遵循标准化流程;参考高质量图样;选择适当拍摄模式;筛选和预处理图像;图像采集与预处理规范
  • 关键结构辨读:精准定位和识别关键结构;关键结构的准确辨读
  • 标注工具使用:掌握主流标注软件操作;标注工具的熟练使用
  • 异常区域标注:精细化标注异常区域;异常区域的精细标注(标注对象:睑板腺中断、缺损、扭曲或角膜着染部位等异常区域;标注目的:提高诊断精确度和AI模型泛化能力)
  • 数据记录与整合:完整记录标注结果;生成系统化检查报告;全面的数据记录与结果整合(记录内容:定性描述和定量数据;整合方式:结合影像数据生成检查报告;整合目的:呈现眼表健康状况,为临床决策和科研分析提供依据)
  • 标注一致性与标准化:制定统一标准和规范流程;定期进行一致性测试;核心目标:确保不同标注者和设备之间结果的一致性和可比性;实现方式:制定统一标准和规范流程,定期进行一致性测试

目前面临的挑战与解决策略

  • 数据质量参差不齐:制定标准操作规程;引入自动化评估工具;问题表现:影像模糊、光照不均、存在噪点等;解决策略:制定标准操作规程,引入自动化评估工具
  • 标注标准缺乏统一性:构建通用指南和分级标准;推广专家共识;定期校验一致性;问题表现:各机构标准和流程差异大,数据不可比;解决策略:构建通用指南和分级标准,推广专家共识,利用评估工具校验一致性
  • 算法泛化能力不足:多中心协作扩大数据来源;引入数据增强和迁移学习;问题表现:训练数据缺乏多样性,跨中心或设备应用性能下降;解决策略:多中心协作扩大数据来源,引入数据增强和迁移学习策略
  • 多中心合作与数据共享受限:建立安全共享平台;明确权益分配和职责;问题表现:数据隐私保护和共享机制不完善,缺乏合作动力;解决策略:建立安全平台,明确权益分配和职责划分
  • 临床应用与算法性能差距:引入真实世界数据;加强医师与技术团队合作;问题表现:实验环境与实际临床场景应用效果差异大;解决策略:引入真实世界数据,加强医师与技术团队合作

总结

  • 规范方法、流程和质量控制
  • 为AI模型提供数据支持
  • 推动AI技术在干眼领域应用
  • 共识意义:提升干眼诊断精度,促进AI技术应用
  • 未来展望:完善技术细节,结合临床需求与技术进展推动应用
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刘强大
2025.04.22
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指南提供的诊断思路很有帮助。
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