Keinotekoiset älykkyyspohjaiset seulontamalle

Kolorektaalisyöpä (CRC) edustaa kolmanneksi yleisimmin diagnosoitua syöpää ja syöpäkuoleman neljännen johtava syy maailmanlaajuisesti. Tulevien vuosikymmenien ajan on arvioitu, että sen esiintyvyys kasvaa merkittävästi ja asteittain, ja se saavuttaa noin 2,2 miljoonan uuden tapauksen kynnyksen vuonna 2030 maailmanlaajuisesti.

Vuonna 2022 Italiassa arvioitiin 48 100 CRC: n uutta diagnoosia verrattuna 43 702: een vuonna 2020, kun kasvu oli 4400 tapausta 2 vuodessa (Italian lääketieteellinen onkologiayhdistys IOM -raportti 2022 - syövän lukumäärä Italiassa). Italian syöpärekisterien yhdistyksen (AIRTUM) tietojen mukaan CRC on toiseksi korkein syövän esiintyvyys molempien miesten keskuudessa (15% kaikista uusista syöpistä) ja naisten (13%), joita edeltää eturauhasen ja rintasyöpä (AIOM -raportti 2022).

Lukuisiin riskitekijöihin liittyy kolorektaalisyövän esiintyvyyttä, joista osa ei ole modifioimatonta, kuten ikä, ympäristötekijöitä, perinnöllisiä tekijöitä, yksilöllistä geneettistä taipumusta ja epigeneettisiä muutoksia ja toisia muokattavissa olevia, kuten istuvaa elämäntapaa, korkeakalorisia ja tyydyttyneitä Rasva ruokavalio ja tupakointi, käyttäytyminen, jotka ovat yleisempiä korkean tulotason maissa.

Iän suhteen yksi modifioimattomista riskitekijöistä, kolorektaalisyövän diagnoosin todennäköisyys kasvaa voimakkaasti 50-vuotiaana: yli 90% kolorektaalisyöpätapauksista esiintyy 50-vuotiailla tai vanhemmilla ihmisillä.

Muutettavissa olevien riskitekijöiden joukossa fyysinen aktiivisuus liittyy voimakkaasti vähentyneeseen paksusuolen syövän riskiin. Tutkimukset osoittavat, että fyysisesti aktiivisemmilla ihmisillä on 25% pienempi riski kehittää sekä proksimaalisia että distaalisia paksusuolen syöpiä kuin vähemmän aktiivisia ihmisiä.

Ylimääräinen kehon paino lisää CRC: n riskiä, ​​kun miesten assosiaatio on vahvempi kuin naisilla. Painonnousu näyttää olevan suurempi vaikutus CRC -riskiin, kun sitä esiintyy varhaisessa aikuisuudessa kuin myöhemmissä elämävaiheissa, kuten Americam Cancer Society osoittaa vuoden 2005 raportissaan ja vahvisti Renehan et al. Steins Bisschop CN ym. (2014) tieteellinen julkaisu osoittaa, kuinka CRC: n esiintyvyyden erot globaalisti liittyvät ruokavalioon, mikä vaikuttaa voimakkaasti tämän syövän esiintymiseen.

Rasvaiset ruokavaliot, erityisesti eläinrasvat, ovat tärkeä kolorektaalisyövän riskitekijä, koska ne lisäävät sappihappojen suoliston erittymistä, joita suoliston bakteerit voidaan metaboloida karsinogeeneihin, samoin kuin indusoida merkittyjä muutoksia suoliston tuumorogeneesiin liittyvässä mikrobiyhteisössä .

Jotkut tutkimukset, kuten Patel Sg ym. (2012) ovat ilmoittaneet, viittaavat siihen, että hedelmien ja vihannesten vähärasvaisella ruokavaliolla voi olla suurempi kolorektaalisyövän riski johtuen potentiaalisten karsinogeenisten yhdisteiden vähentyneestä saannista, joita on korkealla tasolla hedelmissä ja vihanneksissa.

Marraskuussa 2009 Kansainvälinen syöpätutkimusvirasto kertoi, että on olemassa vahvaa näyttöä siitä, että tupakan tupakointi aiheuttaa CRC: tä, kun taas alkoholijuomien kulutuksen kohdalla erityisesti maltillinen ja vakava, tieteellistä näyttöä ei vielä ole selkeää.

Ennaltaehkäisyn ja varhaisen havaitsemisen seulontaohjelmat on toteutettu useissa Euroopan maissa korkean prevalenssisyövien, kuten CRC: n, suhteen. CRC -seulonnan päätavoite on tunnistaa oireettomat tai histologisesti edistyneet syövät jo varhain. Useimmat maat omaksuvat kohdennetun lähestymistavan, joka perustuu väestön ikään, joka edistää fekaalisia immunokemiallisia testejä (FIT), edullista ja toistuvaa testiä, joka, jos positiivinen ohjaa jatkokäsittelyä kolonoskopian (CT) kautta.

Vaikka monet havainnointitutkimukset, kuten Lee, J. K et al (2014) ja Zauber Ag et Alt (2012) -tutkimus, ovat vakuuttaneet, että kolonoskopialla on suojaava vaikutus CRC: n ehkäisyssä, muut tutkimukset ovat korostettuina Sen sub-optimaalinen vaikutus johtuen odottamattomasta interfalliskarsinooman riskistä.

Tähän päivään mennessä kolonoskopiaa pidetään kultastandardina paksusuolen vaurioiden havaitsemiseksi, vaikka joitain pieniä polyyppejä voidaan silti jättää huomiotta. Kirjallisuuden systemaattinen katsaus kertoi, että menetettyjen adenoomien määrä on 20–26% kaikissa adenoomissa ja 2,1% suurissa koon adenoomissa (= 10 mm). Kolonoskopialla ja paksusuolen virtuaalisilla CT: llä saatujen tulosten verrattuna tutkimuksiin ilmoittivat polyyppien nopeuden, joka "jäi" 3%: n polyyppien "menettämättä" suurille polyypille (> 1 cm), kuten Singh H et ai (2006) ilmoitti. Adenooman havaitsemisnopeus (ADR) näyttää myös olevan hyvin vaihteleva operaattoreiden välillä.

Keinotekoinen äly (AI) kehittää kasvavaa kiinnostusta sen mahdollisen roolin vuoksi diagnoosin ja hoidon laadun parantamisessa lääketieteessä.

Erityisesti ruoansulatuskanavan endoskopiassa AI: tä voitaisiin käyttää:

1. Minimoi polyypin tunnistamisen riski kolonoskopian aikana, lisäämällä ADR: tä ja vähentäen siten interfallisyövän esiintyvyyttä.
2. Paranien parantaminen polyyppien optista diagnosointia, mikä johtaa niiden parempaan "hallintaan" (esim. "Resektin ja discard" -strategian pienentävien polyyppien tai monimutkaisten endoskooppisten resektiomenetelmien tai pitkälle edenneiden leesioiden leikkaus).

Siksi on selvää ja välttämätöntä parantaa uusia strategioita riskipohjaisen lähestymistavan avulla, joka integroi yksilölliset tiedot, kuten sukupuoli, ikä, genetiikka, lisävaikutukset ja esittely, mukaan lukien elämäntapa ja ruokavaliotavat, suurissa mahdollisissa ryhmissä.

Siksi tässä tutkimuksessa toteutettu strategia yhdistää tietoja, jotka saadaan endoskopialla, joka suoritetaan AI: lla, antropometrisillä, geneettisillä ominaisuuksilla ja exposomidatalla, aikoo parantaa reseptien ja tarkkailumenettelyjen tarkoituksenmukaisuutta ja toteutettavien testien tyyppiä , vähentämällä tilojen kustannuksia ("terveysjärjestelmän resurssien" lukituksen avaaminen).

Tämä vähentäisi mahdollisuuksien mukaan tarpeetonta invasiivista potilaiden toimenpidettä ja kohdistaisi nämä toimenpiteet potilaille, jotka hyötyisivät eniten.

Ensisijainen tavoite Tutkimuksen tavoitteena on kehittää ennustava riskimalli, joka on hyödyllinen seulontastrategioiden mukauttamisessa mallin perusteella, joka jatkaa korkeamman riskin kasvattamista (edistynyttä adenoomaa/varhaisen vaiheen syöpää) ja tarjoavan) ja tarjoavien) riskin tunnistamista ja tarjota) ja tarjota) ja tarjota) ja tarjota) ja tarjota) ja tarjoa heille tarkempi ja henkilökohtaisempi seulontaohjelma, jonka tavoitteena on vähentää diagnostista taakkaa matalan riskin henkilöille.

Malli perustuu jo tiedossa oleviin tietoihin, joille on olemassa selviä todisteita korrelaatiosta adenooman esiintymiseen (mukaan lukien seroosiset adenoomat) ja syöpään (esim. Tunnettavuus, tupakointitapa, lihan kulutus, liikalihavuus) ja täydentää sitä, jolle tekijöitä varten Ei ole vahvaa näyttöä (esim. Ruokavalio, fyysinen aktiivisuus) ja vaikuttavat ADR: ään (esim. Optisen tai "AI-välitteinen" kolonoskopia). Siten se on "hybridi" AI-välitteinen malli, jolla on "tietopohjainen-pohjainen" osa ja "tietopohjainen" osa.

Opintojen suunnittelu. Avoin satunnaistettu, kontrolloitu, interventiotutkimus, jossa käytettiin lääketieteellistä laitetta, rinnakkaisryhmää, yhden keskuksen henkilöillä, jotka testasivat positiivista ulosteen okkultistisen verikokeen vuoksi, joka suoritettiin riippumattoman tarttumisen seurauksena Emilia-Romagna-alueen paksusuolen syövän seulontaohjelmaan.

Azienda USL: n seulontakeskus on ottanut puhelimitse positiivisia koehenkilöitä, jotka testaavat positiivisia, haastattelua varten ennen syvällisen kolonoskopian suorittamista verenvuodon syyn tarkistamiseksi alueellisen seulontaohjelman mukaisesti.

Puhelinhaastattelun jälkeen potilas menee avohoidon klinikalle vastaanottamaan reseptiä ja valmistautumista suoliston puhdistukseen, jolloin hän saa kyselylomakkeita, jotka ovat hyödyllisiä ruokavalion tyypin ja fyysisen toiminnan tutkimiseksi.

Aikataulun mukainen potilas ja suoliston valmistuksen jälkeen menee avohoitoklinikalle suorittamaan kolonoskopiaa ja luovuttamaan ruokailutottumuksia ja fyysistä aktiivisuutta koskevia kyselylomakkeita.

Potilaat satunnaistetaan perinteiseen kolonoskopiaan tai kolonoskopiaan tekoälyn kanssa.

Jos polyypit ja/tai epäilyttävät vauriot havaitaan kolonoskopian suorituskyvyn avulla, asiantuntija voi päättää suorittaa seurannan kolonoskopian 1, 3 tai 5 vuotta havaittujen kliinisen ongelman tyypistä riippuen. Nämä tiedot kerätään myös tätä tutkimusta varten seurannana tiedon lisäämiseksi ja seulontareitin optimoimiseksi kunkin potilaan ominaisuuksien mukaisesti.

Tutkimuksen asettaminen tapahtuu U.O. IRCCS AOUBO: n gastroenterologia, joka vastaa potilaan ilmoittautumisesta. U.O. IRCCS AOUBO: n ja Bolognan yliopiston kliininen hallinto ja laatu tekevät yhteistyötä tutkimuksessa.

Osallistujien kelpoisuus (sisällyttämis-/poissulkemiskriteerit)

Mukana:

1. 50–69 -vuotiaat henkilöt
2. Mies- ja naispuolinen sukupuoli
3. Koehenkilöt, jotka esittelivät positiivisia fekaalista okkultistista verikoetta (FIT), joka suoritettiin Emilia-Romagna-alueen paksusuolen syövän seulontaohjelman aikana
4. Aiheet, jotka ovat antaneet tutkimuksen kirjallisen suostumuksen.

Jätetään pois:

1. Aiheet, jotka eivät ymmärrä italialaista kieltä
2. Kolektomian tai suolen resektioiden aikaisempi historia
3. Kololoskopiat, jotka ovat tehneet kolonoskopiaa edellisen 12 kuukauden aikana
4. Koehenkilöt, joilla on vasta -aiheita kolonoskopiaan
5. Koehenkilöt, joilla on vasta -aiheita sedaatioon tai anestesiaan
6. Aiheet, joilla on henkilökohtainen CRC: n historia
7. Koehenkilöt, joilla on perinnöllinen maha-suolikanavan syöpäoireyhtymä: perheen adenomatoottinen polypoosi (FAP), heikentynyt FAP, mutihiin liittyvä polypoosi, Lynch tai Lynchin kaltainen oireyhtymä ja serratoitu polypoosi-oireyhtymä
8. Koehenkilöt, joilla on tulehduksellinen suolistosairaus (Crohnin tauti, haavainen koliitti)

Hoito- ja seuranta kolonoskopia suoritetaan perinteisellä menetelmällä (CT) tai lääketieteellisen laitteen (keinotekoinen älykkyys-AI) tuella satunnaistamisen mukaan, joka tehdään keskitetysti 8-12 potilaan ryhmille. Satunnaistamisjärjestyksen muodostuminen tehdään satunnaislukugeneraattorin kautta "Emilia Romagna -alueen portaalista" (http://wwwservizi.regione.emilia-romagna.it/generatore/).

Kolonoskopia suoritetaan Olympus -kolonoskoopeilla, jotka ovat jo saatavilla IRCCS AOUBO -gastroenterologiassa OU: ssa GI Genius AI -järjestelmän avulla tai ilman sitä, joka hankitaan rahoituksen avulla Dare -digitaalisen elinikäisen etäisyyden ehkäisyhanke PNC0000002 yliopiston ministeriöstä ja tutkimuksesta.

Otoksen koon odotetaan sisällyttävän tutkimukseen 18 kuukauden ajan.

Tutkimuksen kesto Tutkimuksen kesto on 72 kuukautta.

Analyysimenetelmät Analyysit suorittavat Bolognan yliopiston sähköenergia- ja tietotekniikan laitoksen "Guglielmo Marconin" henkilöstö.