A deep learning system for predicting time to progression of diabetic retinopathy

医学 糖尿病性视网膜病变 一致性 失明 糖尿病 眼底(子宫) 眼科 内科学 人工智能 验光服务 计算机科学 内分泌学
作者
Ling Dai,Bin Sheng,Ting‐Li Chen,Qiang Wu,Ruhan Liu,Chun Cai,Liang Wu,Dawei Yang,Haslina Hamzah,Yuexing Liu,Xiangning Wang,Zhouyu Guan,Sungwook Yu,Tingyao Li,Ziqi Tang,An Ran Ran,Haoxuan Che,Hao Chen,Yingfeng Zheng,Jia Shu,Shan Huang,Chan Wu,Shiqun Lin,Dan Liu,Jiajia Li,Zheyuan Wang,Ziyao Meng,Jie Shen,Xuhong Hou,Chenxin Deng,Lei Ruan,Feng Lu,Miao-Li Chee,Ten Cheer Quek,Ramyaa Srinivasan,Rajiv Raman,Xiaodong Sun,Ya Xing Wang,Jiarui Wu,Hai Jin,Rongping Dai,Dinggang Shen,Xiaokang Yang,Minyi Guo,Cuntai Zhang,Carol Y. Cheung,Gavin Siew Wei Tan,Yih‐Chung Tham,Ching‐Yu Cheng,Huating Li,Tien Yin Wong,Weiping Jia
出处
期刊:Nature Medicine [Springer Nature]
被引量:22
标识
DOI:10.1038/s41591-023-02702-z
摘要

Abstract Diabetic retinopathy (DR) is the leading cause of preventable blindness worldwide. The risk of DR progression is highly variable among different individuals, making it difficult to predict risk and personalize screening intervals. We developed and validated a deep learning system (DeepDR Plus) to predict time to DR progression within 5 years solely from fundus images. First, we used 717,308 fundus images from 179,327 participants with diabetes to pretrain the system. Subsequently, we trained and validated the system with a multiethnic dataset comprising 118,868 images from 29,868 participants with diabetes. For predicting time to DR progression, the system achieved concordance indexes of 0.754–0.846 and integrated Brier scores of 0.153–0.241 for all times up to 5 years. Furthermore, we validated the system in real-world cohorts of participants with diabetes. The integration with clinical workflow could potentially extend the mean screening interval from 12 months to 31.97 months, and the percentage of participants recommended to be screened at 1–5 years was 30.62%, 20.00%, 19.63%, 11.85% and 17.89%, respectively, while delayed detection of progression to vision-threatening DR was 0.18%. Altogether, the DeepDR Plus system could predict individualized risk and time to DR progression over 5 years, potentially allowing personalized screening intervals.
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