人工智能与自身免疫性疾病实验诊断

自身抗体检测是诊断自身免疫性疾病的重要标志，通过实验室检测自身免疫病相关特征性抗体谱有助于自身免疫病的早期诊断、判断疾病的活动性以及疗效观察，指导临床用药。

1957年Friou发明了间接免疫荧光法（IIFT，以下简称“荧光”），从此成为了广泛应用的诊断结缔组织病的实验室方法。其操作方便、成本便宜，有着较高的灵敏度和特异性。1975年，HEp-2细胞的引入用于检测血清中的 ANA，目前仍被誉为ANA检测的金标准。目前检测基质已扩展至各类动物组织器官，用于检测各种类型的器官特异性自身免疫性疾病。

伴随着实验室标本量的增加，质量管理要求的提升，智能化信息化水平的发展，间接免疫荧光方法学也有了新的需求和挑战。对于实验操作者、实验室管理者、产品及服务提供商，均需要有更新的认识，创新的思维，以及全新的跨越。

荧光方法学检测自身抗体应归属于形态学检验范畴，对于操作人员判读技术水平要求较高，要求实验操作人员具有多年的荧光核型判读经验，且不断更新知识水平，不断学习新发现核型的判读要点。大型三甲医院检验科每天会接纳大量的自身抗体检测样本，且往往需要在第二个工作日给出检测结果，使得操作人员不得不长时间重复在荧光显微镜下判读的过程，且由于不同操作者水平存在差异，同一份样本由不同操作者判读，往往给出不同结果，因此对于自身抗体检测实验室的标准化建设，仍然面临不少的挑战。

临床实验室对自身抗体检测的智能化需求越来越强烈，如人工智能加入模拟检验科医生判读核型、检测流程高度自动化等方面。近年来有IVD生产厂商推出自动化显微镜结合AI技术进行自身抗体荧光自动化判读仪器，逐步实现了间接免疫荧光法操作、判读过程的自动化，大大降低了检测结果对人工经验性的依赖，使得荧光检测结果精确性和稳定性有了飞跃性的提升。

对于科室管理来说，自动化程度、检测通量的提升能够满足科室日益增长的检测需求，更重要的是，智能化技术在检测结果鉴别中的应用对于实践过程中TAT的降低，实验操作过程的标准化，更加具有创新意义，给科室的质量管理带来了实质的变化。

毫无疑问，自动化平台可以解决不同人员之间操作的差异性，但智能化判读的准确性如何保证呢？前提是具备庞大的数据库以及模拟人脑的算法基础。算法投入临床使用时需要根据医院的判读标准完成调试。专业判读人员对算法预设工具提供的数百张图片进行核型和滴度判读，由该工具计算生成各个核型阴阳性的基础临界值并写入算法。再收集数百例已知核型和滴度结果的样本，样本分布为一定比例的阴性及阳性样本，阳性中各个核型和滴度进行平均分配，通过软件算法的多次判读及人工审核，软件不断地重复算法的学习和调整过程，直至该批样本的自动判读结果与人工审核结果全部达成一致。

从实际操作来看，智能化实验管理软件可以连接管理整套的间接免疫荧光自动化仪器，通过二维码识别来自动存储载片上的病人信息，并与LIS实现双向通讯。因此，使用扫码模块识别荧光片上的二维码，加载病人样本信息，LIS可以从自动化设备直接接收到信息并将方案传输给实验管理软件，完成自动化制片后，全自动判读设备自动扫描荧光片的二维码，再次识别病人样本信息，整个实验流程不需手工记录样本信息，病人之间的信息混乱可以完全避免。

自动化判读软件具备自我学习功能，人工审核后的判读结果可以反馈到算法进行深度学习。对于算法的升级，智能化软件能够学习医院的判读习惯，定义阴阳性和各个滴度区间的临界值；学习对核型结果的判读，不断的增加新的算法规则，丰富和完善类神经网络，提高算法的准确性。因此自动化判读能够在医院工作过程中持续不断的升级算法，使机器与人工判读结果趋于一致。在实验室常规检测情况下，仪器判读与专业人工的整体符合率能够达到90%以上，对样本的阴性筛查准确率更是达到了100%。

因此，全自动智能化设备的应用，不但解放人工，间接免疫荧光操作的精确度和重复性也进一步提高。另外，在荧光检测结果判读这部分，智能化判读能够避免每家医院判读标准的不一致导至结果差异而无法做到检测结果各家医院通用，在科室同样的配置下，能开展更多项目的检测，提高整体工作效率，提升科室的综合检测能力。

智能化技术设备的应用，能给临床提供更全面的结果信息，进一步提升临床精准诊断的效率，主要体现在以下几个方面：

原先的荧光结果的人工判读，实验室一般最多提供2种核型结果,即主要核型与次要核型，对于荧光滴度结果的报告，则受限于显微镜类型或光源强弱，更主要的是人眼的能力和经验的差异，同一份标本不可避免的得出不同的滴度。而智能化设备能客观识别所有核型判读结果及对应的滴度，利用其精密庞大的信息数据库，其复合核型结果可以提供3种，甚至3种以上，这给予临床医生更多的病人检测信息参考。

人工判读的工作量也是一个大难题，实验人员耗费大量时间在显微镜旁，且工作效率不高。采用智能化自动化设备后，对于结果的审核，大多数的阴性样本，智能化软件具备阴性初筛功能，可快速对阴性样本结果进行一键确认，而少量的阳性样本，智能化软件将自动得出核型和滴度的结果，操作人员通过高清显示屏进行确认，只需点击鼠标，所有样本的核型及滴度结果会一键回传LIS系统。工作人员能集中精力进行疑难样本的识别，与临床医生展开充分的沟通，检验科和临床科室共同合作提升检测能力与报告效率。

实验结果的准确性更是重中之重，由于以上涉及的一些难以回避的原因，导至了不同操作人员，不同实验室之间的结果差异，引起临床和患者的质疑。智能化设备能提供与专家经验性相媲美的临床诊断预期结果。在对一些大型医院自身免疫性疾病确诊患者的批量智能化应用数据研究中，我们也可以发现仪器对几种主要核型检出率及滴度准确性均贴近专家经验性的人工判读结果，且阳性率均符合文献报道范围。这充分说明智能化设备的检测结果符合临床预期，值得推广和应用。

人工智能的应用正在逐步渗透到各大医院的临床实验室，为自身免疫性疾病的实验室诊断提供更可靠的保障，未来智能化设备的更广泛应用势必会让疾病诊断的整体效率和质量有了质的飞跃。

首先，智能化设备是建立中国地区自身免疫性疾病实验室检测标准的前提。目前已经有研究表明，基于智能化检测设备的人工算法，以中国人群临床实际病例和健康人入组进行实验，样本未进行筛选，核型和抗体滴度多样，结果更贴近临床应用中的实际情况进行大数据应用测试。最终研究结果发现，智能化设备可以同时匹配国内多家大型医院的实验室人工经验，通过不断对设备人工智能算法进行迭代优化，能够形成一套较为完善的智能设备判读标准，使各实验室间的间接免疫荧光检测结果有统一的标准从而达到结果可比，最终为建立自身抗体间接免疫荧光检测标准提供基础。

其次，智能化设备能提供荧光检测互联网“云服务”、“云医疗”的大数据动力。当前已经有IVD厂家提供互联网的间接免疫荧光远程判读服务，未来这种实验室判读甚至可以通过“线下自动化操作”、“线上远程机器自动化判读结果”这种方式进行实验室检测结果的“云服务”，而这种互联网检测思维正是依托于智能化设备通过人工智能不断学习，大数据不断累积的结果，我们期待这一天能尽快到来。

人工智能发展时间较短，但其发展速度令人震惊。在医学检验领域，由于对检测仪器的依赖程度比较高，就决定了它需要更先进的技术使样本的检测数据和分析结果更加准确。当前人工智能技术在医学检测领域的应用还体现在细胞识别与分析（例如尿液、粪便、精液、各类分泌物分析等）、微生物分析、人体样本采集与传输（例如采血机器人）、染色体分析、检验结果自动审核、标本自动传输物流系统等方面。

上海中山医院潘柏申教授指出：“在配备自动化检测设备的同时，智能化的实验室管理系统也是现代检验医学必不可少的组成部分。自动审核不仅帮助检验科高效处理海量检测数据，同时避免了人工审核可能出现的误差，是实验室管理未来发展的必然趋势之一。因此，如何规范应用自动审核系统是实现实验室高效管理的一个关键。”在医疗检验方面，人工智能应用效果不仅体现检测准确性和检测效率的提升，也将成为衡量医院诊疗水平的一个重要标准。未来人工智能会在“自动化质量控制运行及智能化判断、智能化复检、人工智能辅助诊断、个体化诊断、大数据与临床研究、继续提高形态学人工智能设备识别能力”等方面促进临床医学检验领域发展，将对疾病防控、癌症筛查、病种分布、遗传图谱、基因检测、人体数据分析等带来有价值的发现和应用。