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[논문] 각막확장증 판별하는 인공지능(AI) 알고리즘, 아이리움안과 61번째 SCI논문

아이리움안과는 각막확장증(원추각막) 판별 시 정확도를 강화하기 위해 

각막 단층촬영과 생체역학적 평가의 매개변수를 결합한 

인공지능(AI) 알고리즘 최적화에 성공했습니다.


해당연구는 지난 12월 19일 

SCI학술지 AJO(American Journal of Ophthalmology)에 

등재됐습니다.


아이리움안과의 61번째 SCI 논문입니다.


-각막확장증 판별하는 인공지능(AI) 알고리즘-

AMERICAN JOURNAL OF OPHTHALMOLOGY

FULL LENGTH ARTICLE | ARTICLES IN PRESS

Optimized artificial intelligence for enhanced ectasia detection using Scheimpflug-based corneal tomography and biomechanical data

Renato Ambrósio Jr • Aydano P. Machado • Edileuza Leão • ... Michael W. Belin • Bernardo Lopes • Emilio A Torres-Netto • Nanji L • David Sung Yong Kang • Hamid Kermani • Show all authors

Published
December 19, 2022
DOI
https://doi.org/10.1016/j.ajo.2022.12.016

PRECIS

  • In a multicenter retrospective case-control study, the artificial intelligence algorithm combining parameters from Scheimpflug-based corneal tomography and biomechanical assessments was optimized to further enhance corneal ectasia detection.

ABSTRACT

Purpose
Multicenter cross-sectional case-control retrospective study.
Methods
3,886 unoperated eyes from 3,412 patients had Pentacam and Corvis ST (Oculus Optikgeräte GmbH; Wetzlar, Germany) examinations. The database included one eye randomly selected from 1,680 normal patients (N), and from 1,181 "bilateral" keratoconus (KC) patients, along with 551 normal topography eyes from very asymmetric ectasia patients (VAE-NT), and their 474 unoperated ectatic (VAE-E) eyes. The current TBIv1 (tomographic-biomechanical index) was tested, and an optimized AI algorithm was developed for augmenting accuracy.
Results
The area under the receiver operating characteristic curve (AUC) of the TBIv1 for discriminating clinical ectasia (KC and VAE-E) was 0.999 (98.5% sensitivity; 98.6% specificity [cutoff 0.5]), and for VAE-NT, 0.899 (76% sensitivity; 89.1% specificity [cutoff 0.29]). A novel random forest algorithm (TBIv2), developed with 18 features in 156 trees using 10-fold cross-validation, had significantly higher AUC (0.945; DeLong, p<0.0001) for detecting VAE-NT (84.4% sensitivity and 90.1% specificity; cutoff 0.43; DeLong, p<0.0001), and similar AUC for clinical ectasia (0.999; DeLong, p=0.818; 98.7% sensitivity; 99.2% specificity [cutoff 0.8]). Considering all cases, the TBIv2 had higher AUC (0.985) than TBIv1 (0.974; DeLong, p<0.0001).
Conclusion
AI optimization to integrate Scheimpflug-based corneal tomography and biomechanical assessments augments accuracy for ectasia detection, characterizing ectasia susceptibility in the diverse VAE-NT group. Some VAE patients may be true unilateral ectasia. Machine learning considering additional data, including epithelial thickness or other parameters from multimodal refractive imaging, will continuously enhance accuracy.


>> 논문 원문보기 <<


한국(아이리움안과 강성용 원장)을 포함한 

유럽, 북미, 아시아 14개국의 안과의사 52명이 공동으로 

‘각막 단층 생체역학 지수’(TBI; Tomographic-biomechanical index)를 이용하여,

각막확장증(원추각막) 판별의 정확도를 높인 AI 알고리즘(TBI v2) 개발에 성공함으로써,

다양한 비대칭각막 그룹에서 각막확장증 민감도를 특징짓는 

각막확장증 진단 정확도를 향상시켰습니다.


원추각막 여부를 판별하는 것은

스마일라식, 라섹 등 레이저 각막굴절교정술 전 

확인해야 할 매우 중요한 검사입니다.


아이리움안과는 잠재된 안질환을 조기발견하기 위한 

글로벌 단위의 다양한 연구를 지속해왔습니다. 


또한 금번 연구가 끝이 아니라 다른 매개 변수들을 포함한 데이터 추가와 

머신러닝을 통해 검사의 정확도를 계속 향상시킬 것입니다.


보내주시는 성원에 대해

이러한 연구 성과들을 좋은 수술로 보답하겠습니다.


아이리움안과 원추각막수술

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