抗細胞抗體之自動判讀系統及其自動判讀方法

技術摘要

抗細胞抗體(anti-cellular antibody (ACA),傳統稱為anti-nuclear antibody; ANA)間接免疫螢光法(indirect immunofluorescence assay)為篩檢自體免疫疾病國際公認的黃金標準。此為一抽血檢驗項目,血清經處理後於螢光顯微鏡下判讀,有螢光染色則為陽性,並進一步人工判讀染色之形態。

    然而因ANA形態人工辨識因1.需求量大2.有賴於有經驗的醫檢師判讀,並非每家醫療院所皆有判讀ANA形態有經驗之專家3.耗時4.而傷醫檢師的眼睛 (需長期看螢光顯微鏡) 5. 醫師不熟悉形態意義。故需要利用AI來自動判讀ANA形態,並提供醫師進一步特異性抗體檢驗資訊。

    目前的ANA形態分類,是依據International Consensus on ANA Patterns (ICAP) (Ann Rheum Dis. 2019 Jul;78(7))之分類法(ICAP官方網站: https://www.anapatterns.org/ICAP),並將ANA之形態分成competent level(標準級水準)及expert level(專家級水準)。

    我們的發明為一種自動化抗細胞抗體形態辨識及形態導向特異性抗體提示系統,且能符合最新國際ICAP公認之competent level(標準級水準)及expert level(專家級水準),同時能準確辨識出各種組合之混和形態(multiple pattern or mixed pattern),並提供ANA形態導向特異性抗體檢驗提示輔助系統。

現有技術描述、問題及其缺陷

    在台灣,林口長庚醫院雖已取得「自體免疫抗體免疫螢光影像形態識別方法」之專利,然其申請之範圍在competent level的部分尚無法辨識國際分類法AC2 (dense fine speckled),AC6.7(discrete dots),expert level亦僅能辨識AC25.27,28,且沒有描述是否能判斷mixed pattern,故對我們實驗室臨床上實際應用價值低,還是需要仰賴人工判讀。

    基於上述理由,我們自行研發人工智慧自動輔助判讀系統來自動判讀ANA免疫螢光之形態,不但能符合ICAP國際標準,還要能判讀混和形態(mixed pattern),並能達到與資深醫檢師高度的一致性,以促進實驗室的工作效能及產能,同時也能增加報告之一致性及診斷的準確性。

本技術發明之目的及達成功效

    在市場分析方面,根據2019年臺灣醫事檢驗學會標準作業委員會針對台灣47家醫療院所發ANA報告所做的問卷分析中看出,高達32家 (68%)醫院的報告未能符合ICAP國際分類的Competent level (勝任級或稱標準級) 的11種類。台中榮總屬於醫學中心,ANA檢驗量大,醫檢師看到陽性形態的機率高,對於形態辨識學習快。相對於區域醫院來說,一週只做一次ANA,陽性率不高,偶爾遇到一個陽性又要做細分類,學習相對慢,發起報告也相當有壓力。加之ANA形態所對應該檢驗的特異性抗體,屬於次專科領域且不斷更新的醫學知識,一般非專科醫師往往不熟悉其臨床意義,導致無法正確的執行該檢驗的特異性抗體,或過度檢驗,前者可能導致病患延遲診斷或治療良機,後者會導致醫療資源的浪費。簡單來說,並非所有檢驗室皆能按照ICAP形態分類發報告,並非所有醫師皆了解最新的特異性抗體檢驗進展,兩項因素皆有機會利用我們的發明「自動化抗細胞抗體形態辨識及形態導向特異性抗體題示系統」以協助改善。如此除了增進病患照護的醫療品質外,更由於我們提供的是形態導向型特異性抗體檢驗,適當的特異性抗體檢驗更能為各醫療院所帶來不少檢驗收入而增加績效,同時也能為健保省去過度檢驗引起的醫療資源浪費。

細胞分類模型架構圖

細胞分類模型架構圖

一致性測驗結果 (A1:醫檢師1, A2:醫檢師2, A3:醫檢師3, A4:醫檢師4, A5:醫檢師5, A6醫師)

一致性測驗結果 (A1:醫檢師1, A2:醫檢師2, A3:醫檢師3, A4:醫檢師4, A5:醫檢師5, A6醫師)

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分類資訊

歸屬分類 : 資訊與通訊
歸屬系所 : 東海大學資工系
歸屬教師 : 許瑞愷

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