Eine multizentrische Studie zur Wirksamkeit und Sicherheit eines KI-gestützten Navigationssystems für den biliopankreatischen EUS

Bauchspeicheldrüsenkrebs ist ein bösartiger Tumor des Verdauungssystems mit schleichendem Beginn, schnellem Fortschreiten und sehr schlechter Prognose. Laut den neuesten Krebsdaten in China im Jahr 2020, die von der Internationalen Agentur für Krebsforschung (IARC) der Weltgesundheitsorganisation veröffentlicht wurden, gibt es in China etwa 120.000 neue Fälle von Bauchspeicheldrüsenkrebs mit einer Sterblichkeitsrate von nahezu 100 % stellt eine ernsthafte Gefahr für die nationale Gesundheit dar. Eine frühzeitige Diagnose von Bauchspeicheldrüsenkrebs kann durch chirurgische Resektion mit einer 5-Jahres-Überlebensrate von 58 % erreicht werden. Sobald sich fortgeschrittener Bauchspeicheldrüsenkrebs entwickelt, beträgt die Überlebensrate des Patienten 7,2 %. Da Bauchspeicheldrüsenkrebs eine sich schnell entwickelnde, tödliche Krebsart ist, kann eine verpasste Diagnose äußerst schwerwiegende Folgen für die Patienten haben. Wie die Diagnoserate von Bauchspeicheldrüsenkrebs im Frühstadium verbessert werden kann, ist ein dringendes Problem, das gelöst werden muss.

EUS (endoskopische Ultraschalluntersuchung) gilt als eine der empfindlichsten Methoden zur Erkennung von Bauchspeicheldrüsenkrebs. Es hat eine viel höhere diagnostische Genauigkeit als MRT und CT für die Diagnose von Bauchspeicheldrüsenkrebs, insbesondere von Bauchspeicheldrüsenkrebs im Frühstadium mit einem Durchmesser von < 1 cm (EUS-FNA 95,6 % vs. CT 77,4 %, MRT 76,2 %). EUS ist die Methode der Wahl für die Frühdiagnose von Pankreastumoren. Um eine Fehldiagnose des Bauchspeicheldrüsenkrebses zu vermeiden, muss die Kontinuität und Integrität des EUS so weit wie möglich sichergestellt werden. EUS ist jedoch stark vom Bediener abhängig, die Lernkurve ist steil und die Qualität der Untersuchung hängt stark von der Technik des Bedieners ab. Daher ist es notwendig, ein System zu entwickeln, das das vollständige Scannen von EUS effektiv unterstützen kann.

Der Stationsansatz beim Pankreas-EUS hat sich als Standard-Scanverfahren etabliert. Das Prinzip der Vervollständigung des Stationsansatzes besteht darin, die anatomischen Orientierungspunkte dieser Station zu finden, z. B. Organe (Niere, Milz), Blutgefäße (z. B. Milzarterie, Milzvene, Pfortader), Kanäle (Pankreasgang, Gallengang), usw. Das Scannen dieser anatomischen Orientierungspunkte ist die Grundlage für eine genaue Beurteilung der gesamten Bauchspeicheldrüse. Gleichzeitig weisen die Art der Pankreasläsionen und die Entwicklung des Verlaufs abnormale Bildbefunde unterschiedlicher anatomischer Struktur auf. Ultraschallbilder von Bauchspeicheldrüsenkrebs zeigen beispielsweise eine Gefäßinvasion, eine Verformung des Biliopankreasgangs und Metastasen benachbarter Organe. Die Leitlinien fordern eindeutig, dass die Wahl des chirurgischen Ansatzes bei Bauchspeicheldrüsenkrebs auf dem Grad der Invasion des Krebses in angrenzende wichtige anatomische Strukturen basieren muss, um die Volumeneinsparung des funktionellen Bauchspeicheldrüsenparenchyms zu maximieren. Ein vollständiger anatomischer Scan kann bei der Diagnose von Pankreasläsionen hilfreich sein und als Leitfaden für die Behandlung und Prognose des Patienten dienen.

In den letzten Jahren wurde künstliche Intelligenz (KI) in mehreren medizinischen Bereichen erfolgreich eingesetzt. Derzeit gibt es Studien zur KI-basierten endoskopischen Ultraschalluntersuchung zur Identifizierung von Pankreasläsionen. Es liegen jedoch keine Studien zum KI-basierten Navigationssystem für die endoskopische Pankreasultraschalluntersuchung vor. Zuvor haben wir erfolgreich ein Standard-Stationsscanning-Navigationssystem für die Bauchspeicheldrüse und die Gallenwege entwickelt. Dieses System kann die Erkennungsgenauigkeit von Endoskopikern für Standardstationen verbessern und die kognitiven Fähigkeiten endoskopischer Ultraschallbilder verbessern.

Basierend auf dem Vorstehenden haben wir ein Deep-Learning-basiertes Pankreas-Scan-Navigationssystem im EUS entwickelt, das dabei helfen kann, wichtige anatomische Strukturen neben der Bauchspeicheldrüse in Echtzeit zu identifizieren. und überprüfen Sie die Hilfsleistung für Endoskopiker in der klinischen Praxis. Um die Qualität des EUS zu verbessern und die Zahl der verpassten Diagnosen von Pankreasläsionen zu reduzieren.