Kombination von künstlicher Intelligenz mit einem Ballon-Mukosa-Expositionsgerät zur Polypenerkennung beim Screening von Personen (COMBAT)

Das italienische Darmkrebs-Früherkennungsprogramm (CRC) lädt die ansässige Bevölkerung im Alter von 50-74 Jahren alle 2 Jahre zu einem fäkalen immunchemischen Test (FIT) ein. Probanden, die positiv getestet wurden, werden zur Koloskopie überwiesen. Koloskopie und Polypektomie verhindern neu auftretende Fälle von Darmkrebs durch ihre Erkennung in einem frühen und heilbaren Stadium und durch die Identifizierung und Entfernung von Darmkrebsvorstufen (d. h. Adenome). Unter Berücksichtigung der Anzahl und der histologischen Merkmale der identifizierten Polypen ermöglicht die Koloskopie auch die Stratifizierung von Personen nach dem Risiko, im Laufe der Zeit an Darmkrebs zu erkranken (Probanden mit niedrigem Risiko vs. mit hohem Risiko), wodurch eine ausgewogene risikobasierte Planung ermöglicht wird Nachsorgeplan: Personen mit hohem Risiko sind für eine Überwachungskoloskopie in 3 Jahren geplant, während Personen mit niedrigem Risiko für einen weiteren FIT-Test in fünf Jahren oder für eine neue Koloskopie in 10 Jahren vorgesehen sind. Die Koloskopie ist jedoch weit davon entfernt, ein fehlerfreies Instrument zu sein. Studien, die die Inzidenz von Darmkrebs gemessen haben, der bei Patienten diagnostiziert wurde, die sich kürzlich einer Koloskopie mit negativem Ergebnis unterzogen haben (die sogenannten Intervallkrebse), haben gezeigt, dass ein erheblicher Teil der Intervallkrebse mit präneoplastischen oder ehrlich gesagt neoplastischen Darmläsionen zusammenhängt. während des endoskopischen Eingriffs übersehen.

In den letzten Jahren hat sich gezeigt, dass bei Patienten, die sich einer Koloskopie mit gemischten Indikationen unterziehen, KI-basierte Systeme den Endoskopiker effektiv unterstützen können, indem sie die Adenomübersehensrate senken und die Erkennung von Dickdarmpolypen erhöhen, wodurch möglicherweise die Rate von Intervallkrebs gesenkt wird und Erhöhung der Rate von Personen, die für eine kurze Nachbeobachtung vorgesehen sind. Eine kürzlich durchgeführte Studie hat gezeigt, dass die KI-gestützte Koloskopie auch im Rahmen eines FIT-basierten organisierten CRC-Screening-Programms wirksam ist, was zu einem absoluten Unterschied von 8,3 % und 0,23 für die Adenom-Erkennungsrate (ADR) und für Adenome pro Koloskopie (APC) führt. im Vergleich zur Standard-Koloskopie, die ohne die Unterstützung von KI durchgeführt wird. Dennoch haben Tandemstudien gezeigt, dass trotz des Einsatzes von KI-Systemen die Übersehensrate von Kolonadenomen immer noch bei etwa 15-20 % liegt. Tatsächlich erlauben KI-Systeme nur die Hervorhebung von Polypen, die vom Endoskopiker auf dem Bildschirm eingerahmt werden. Daher kann die Verwendung eines computergestützten KI-basierten Systems eine genaue Retraktionstechnik nicht außer Acht lassen, die sich darauf konzentriert, den Raum zwischen den Falten umfassend und effektiv zu erkunden. Zur Maximierung der Schleimhautfreilegung wurden verschiedene Hilfsmittel entwickelt, die meist aus distalen Aufsätzen oder Kunststoffkappen bestehen und darauf abzielen, die Beurteilung des Raums zwischen den Falten zu erleichtern und deren Glättung während des Herausziehens des Endoskops zu begünstigen. Unter anderem enthält das G-EYE-System einen Ballon, der an der distalen Spitze eines Standard-Koloskops integriert ist, der Haustralfalten glättet, die Optik des Koloskops zentralisiert und das Abrutschen des Darms während des Herausziehens des Endoskops reduziert. Erste Studien zeigten, dass das G-EYE-Ballonsystem im Vergleich zur Standard-Koloskopie nicht nur die Erkennungsrate von Adenomen, sondern auch die Erkennung von fortgeschrittenen, flachen und sitzenden gezackten Adenomen/Polypen erhöht. Kürzlich wurde ein neues benutzerfreundliches G-EYE-Ballonsystem (Endoskop G-EYE 760R) auf den Markt gebracht: Es besteht aus einem Standard-Koloskop der neuesten Generation mit einem dauerhaft integrierten Ballon, der am Biegeabschnitt des Endoskops platziert wird und schrittweise geöffnet werden kann bei Bedarf vom Endoskopiker über eine Pedalsteuerung insuffliert. Es kann die Hypothese aufgestellt werden, dass die Kombination von KI-Systemen mit Schleimhaut-Expositionsgeräten die Polypenübersehensrate weiter verringern könnte, indem die Erkennung von Adenomen maximiert wird. Darüber hinaus lieferten erste Studien, die auf einer solchen Strategie basierten und KI mit Schleimhautexpositionsgeräten kombinierten, ermutigende Ergebnisse. Die Kombination von CADEYE mit G-EYE 760R Endoskopen wurde jedoch bisher nicht evaluiert.

Die vorliegende prospektive randomisierte kontrollierte Studie zielt darauf ab, zu prüfen, ob bei Personen, die für eine Darmspiegelung im Rahmen eines strukturierten FIT-basierten Darmkrebs-Früherkennungsprogramms vorgesehen sind, die Kombination eines KI-Systems (CADEYE) mit einem Schleimhautexpositionsgerät (G-EYE 760R Endoskop ) erhöht die Identifizierung von Personen mit hohem Risiko, an Darmkrebs zu erkranken, im Vergleich zu einer Koloskopie, die nur mit KI-Unterstützung durchgeführt wird. Darüber hinaus wird auch evaluiert, ob die Verwendung eines KI-Systems in Kombination mit einem Schleimhautexpositionsgerät zunimmt:

• die Adenom-Erkennungsrate (d. h. die Rate von Personen mit mindestens einem histologisch bestätigten Adenom)
• die Anzahl der Adenome pro Koloskopie (d. h. die Anzahl der entdeckten Adenome dividiert durch die Anzahl aller durchgeführten Koloskopien)
• die Erkennungsrate der gezackten Läsionen mit neoplastischem Potenzial (sessile serratierte Läsionen – SSA; traditionelle serratierte Adenome – TSA).
• die Erkennungsrate von Adenomen des rechten Dickdarms
• die Erkennungsrate bei nicht-polypoiden Kolonläsionen. Personen, die die Einschlusskriterien erfüllen, werden in zwei Arme randomisiert (1:1) (siehe unten). Die Randomisierung basiert auf einer computergenerierten randomisierten Blockfolge, stratifiziert nach Alter (50-61 vs. 62-74) und Geschlecht (männlich vs. weiblich); Größe der Blöcke (10 Individuen) wird dem Untersucher nicht mitgeteilt. Die Zuteilung wird verdeckt und in einem versiegelten Umschlag aufbewahrt, der kurz vor Beginn des Verfahrens geöffnet wird.

Randomisierungsgruppen:

• Gruppe A (nur CADEYE): Alle Probanden erhalten eine Koloskopie mit dem G-EYE 760R-Koloskop, aber der Ballon bleibt während des gesamten Verfahrens entleert; die Koloskopie wird mit Unterstützung des CADEYE-Systems zur Polypenerkennung sowohl in der Einführ- als auch in der Entnahmephase durchgeführt; Alle identifizierten Polypen werden entfernt und zur histopathologischen Untersuchung geschickt.
• Gruppe B (CADEYE+G-EYE 760R): Alle Personen erhalten eine Koloskopieuntersuchung mit G-EYE 760R-Koloskopen; sobald der Blinddarm erreicht ist, wird der Ballon aufgeblasen und das Endoskop wird mit dem aufgeblasenen Ballon zurückgezogen; die Koloskopie wird mit Unterstützung des CADEYE-Systems zur Polypenerkennung sowohl in der Einführ- als auch in der Entnahmephase durchgeführt; Alle identifizierten Polypen werden entfernt und zur histopathologischen Untersuchung geschickt.

Für die vorliegende Studie wird ein klinisches Ergebnismaß, wie z. B. die Rate von Personen mit „hohem Risiko“ in den beiden Studienarmen, berechnet und verglichen. Gemäß den jüngsten Leitlinien der European Society of Gastrointestinal Endoscopy (ESGE) werden Probanden als „Hochrisiko“ eingestuft, wenn sie mindestens 1 Adenom ≥ 10 mm oder mit hochgradiger Dysplasie oder ≥ 5 Adenome oder jeden gesägten Polypen ≥ 10 mm oder mit aufweisen Dysplasie.

Alle endoskopischen Verfahren werden unter Verwendung der Endoskopieplattform ELUXEOTM 7000 (einschließlich Videoprozessor ELUXEO TM VP-7000 und Lichtquelle ELUXEO TM BL-7000; Fujifilm Co., Tokio, Japan), hochauflösenden 26-Zoll-Monitoren (Barco NV, Kortijk, Belgien) und G-EYE 760R Endoskope (Fujifilm Co., Tokio, Japan).

Die Darmvorbereitung ist gemäß dem lokalen Protokoll ein Split-Regime mit Lösungen mit geringem Volumen. Die Qualität der Darmreinigung wird mit der Boston Bowel Preparation Scale erfasst. Koloskopien werden unter bewusster Sedierung mit Kohlendioxid-Insufflation durchgeführt. Mit einer Stoppuhr werden die Intubationszeit, die Gesamtentzugszeit, die Interventionszeit und die Inspektionszeit während des Entzugs gemessen. In beiden Studienarmen ist eine Inspektionszeit von mindestens 6 Minuten (2 Minuten in jedem Kolonsegment, nämlich rechter, transversaler und linker Kolon) obligatorisch. Die Schleimhaut wird sorgfältig inspiziert und alle Polypen werden nach Lage, Größe und Morphologie (nach Pariser Klassifikation) klassifiziert. Das Maß des Pathologen gilt, sofern verfügbar, als Referenzstandard; In den verbleibenden Fällen (d. h. stückweise Resektion) wird die Maßschätzung des Endoskopikers verwendet. Die Position des Polypen wird als "proximal" definiert, wenn er proximal zur Milzflexur liegt). Alle identifizierten Polypen werden entfernt (Biopsie bei nicht resezierbaren Läsionen), unabhängig von Größe, Farbe oder subjektiver Interpretation, mit der möglichen Ausnahme von sehr kleinen (1–5 mm) hyperplastisch erscheinenden Polypen, die sich im Rektum befinden und – je nach Beurteilung der Endoskopiker – klinisch nicht signifikant.

Alle teilnehmenden Endoskopiker haben die Qualifikation für die Teilnahme am organisierten FIT-basierten Screening-Programm (mehr als 300 Koloskopien/Jahr; Blinddarmintubationsrate > 95 %, Adenom-Erkennungsrate > 25 %). Alle Endoskopiker sind mit den Funktionen von CADEYE vertraut und verwenden dieses System regelmäßig. Alle teilnehmenden Endoskopiker erhalten eine formelle Schulung (ein 20-minütiger Vortrag mit Schwerpunkt auf der Verwendung des G-EYE 760R Endoskops). Alle haben mindestens 10 Koloskopien mit dem Endoskop G-EYE 760R durchgeführt, um sich mit dem System vertraut zu machen, bevor sie in die Studie aufgenommen wurden.

Alle Resektate oder Biopsieproben werden in 10 % gepufferter Formalinlösung fixiert und in separaten Gefäßen zur Pathologie geschickt. Sie werden unter Verwendung von Standardmethoden für die Histopathologie verarbeitet und gefärbt und von erfahrenen Pathologen (einer in jedem Zentrum) bewertet, die zur Teilnahme am FIT-basierten organisierten Screening-Programm berechtigt sind; Pathologen sind gegenüber dem zugewiesenen Untersuchungsmodus geblendet. Alle Läsionen werden nach der Wiener Klassifikation klassifiziert. Ein fortgeschrittenes Adenom ist definiert als ein Adenom ≥ 10 mm und/oder mit villösem Anteil > 20 % und/oder hochgradiger Dysplasie.