대장내시경 전산화 움직임 분석의 임상적 타당성 연구

목표:

1. 임상 환경에서 3D-CoPS(3D-Colonoscopy Progression Score) 및 3D-CoRS(3D-Colonoscopy Retraction Score)에 대한 타당성 증거를 수집합니다.
2. 다양한 경험을 가진 내시경 전문의의 3D-CoPS/3D-CoRS와 후향적으로 계산된 ADR(Adenoma Detection Rate)의 관계를 조사합니다.

배경:

대장내시경 검사는 선종과 결장직장암을 진단하는 표준입니다. 높은 ADR(Adenoma Detection Rate)은 후속 결장직장암의 위험을 줄이는 데 필수적입니다. 대장내시경 검사 중 선종의 발견을 최대화하려면 내시경 의사가 가능한 한 많은 점막을 볼 필요가 있습니다. 장 준비, 맹장 삽관 속도 및 철수 중 최소 6분의 평균 시간과 같은 점막 가시화 품질 지표를 증가시키려면 놓친 병변을 최소화하여 간격 암을 줄이기 위한 보조 조치로 사용해야 합니다. 장 준비, 맹장 삽관 및 철수 동안 소요된 시간은 결장직장에서 점막의 최적 시각화를 위한 전제 조건 측정이지만 실제 감지된 병리를 위한 품질 측정은 아닙니다. 선종 검출을 위한 품질 보증으로서의 시간은 의사가 철수 중에 주의하지 않고 주름 뒤를 보고 점막 표면을 명확하게 보기 위해 위치를 변경하는 경우 아무 의미가 없습니다. ADR은 점막의 적절한 시각화의 대리 측정으로 도입되었지만 통계적으로 신뢰할 수 있는 ADR을 계산하려면 권장 사항과 최소 500개의 대장 내시경 검사가 필요합니다. ADR은 가장 널리 사용되고 수용되는 품질 지표 중 하나이지만 수행된 절차의 수와 의사 퇴사 간의 ADR의 큰 차이로 인해 ADR을 실제로 사용하기 어렵습니다. 현재 개별 절차를 평가하는 품질 매개변수가 없으며 우리가 아는 한 대장내시경 검사 중 진단 정확도를 높이는 데 도움이 되는 객관적인 도구가 없습니다. 선종의 높은 검출을 보장하고 후속적으로 누락된 병변 및 간격 암을 예방하기 위해서는 객관적이고 쉽게 구현 가능한 자동 조치가 필요합니다.

덴마크 기술 대학과 협력하여 우리는 3D-CoPS(3D-Colonoscopy Progression Score) 및 3D-CoRS(3D-Colonoscopy Retraction Score)라고 하는 대장 내시경 중 진행 및 후퇴 점수를 개발했습니다. 우리는 시스템이 임상 대장 내시경 검사에서 내시경 전문의의 기술 수준과 상관관계가 있는 자동화되고 객관적인 도구가 될 것으로 예측합니다.

방법 및 재료:

후향적 연구 부분:

이 연구는 세 개의 다른 대학 병원에서 수행됩니다. 평생 50회 이상의 선별 대장내시경 경험이 있는 20명의 내시경 전문의가 자발적으로 등록합니다. 각 내시경 의사에 대한 ADR을 계산하기 위해 마지막 선별 대장 내시경 데이터를 소급하여 수집합니다(내시경 의사당 최소 50개의 대장 내시경 검사).

각 내시경 의사에 대해 다음 사항이 기록됩니다.

• 총 대장내시경 횟수
• 지난 1년간 대장내시경 검사 건수
• 기타 내시경 횟수
• 선별검사 대장내시경 횟수
• 인턴, 주니어 레지던트, 시니어 레지던트, 컨설턴트
• 외과 또는 의료 위장 배경
• 섹스
• 나이
• 졸업 후 시간

기대되는 부분:

각 내시경 의사에 대한 최소 5개의 연속 선별 대장내시경 검사가 포함됩니다. 선별 대장내시경 검사에 지정된 환자는 더 높은 ADR(약 50%)과 더 동질적인 그룹 때문에 선택됩니다. 모든 절차는 자기 내시경 영상 시스템(MEI)과 함께 표준 Olympus 대장 내시경 모델로 수행됩니다. 데이터 수집은 항문의 대장 내시경 삽관에서 시작하여 절차가 끝나면 중지됩니다. 데이터 수집은 정상적인 임상 설정 중에 조사자의 간섭 없이 완전히 자동화됩니다.

승인은 덴마크 데이터 보호 기관, 덴마크 환자 안전 당국 및 보건 연구 윤리에 관한 지역 위원회에서 적용됩니다.

3D-CoPS 및 3D-CoRS에 대한 일반적인 수학 공식:

전자기 코일은 Olympus 대장 내시경의 길이를 따라 내장되어 있습니다. 그들은 수신기 코일을 픽업하는 펄스형 저강도 자기장을 생성합니다. 각 코일의 데이터 포인트는 동작 분석을 위한 알고리즘에 삽입됩니다. 대장내시경과 관련하여 수행되는 두 가지 주요 측정은 대장내시경 진행 점수(CoPS)와 대장내시경 후퇴 점수(CoRS)입니다. 이 두 가지는 움직임 분석의 형태로 분석을 위한 공동 기반을 가지고 있습니다. 이 분석은 스코프의 팁과 다음으로 추적되는 자기 코일 사이의 벡터 곱으로 수행됩니다. 여기서 위치 변화의 상대적 크기는 곱해집니다. 그 결과 스코프가 이전 위치와 관련하여 이동하는 정도와 팁이 가리키는 방향에 따라 이 이동이 편향되는 정도에 따라 조정되는 상대 이동이 발생합니다. 이 이동 분석은 CoPS 및 CoRS 측정이 적시에 수행되도록 필수적인 진행 및 후퇴 단계를 구분하는 데 사용됩니다.

3D-CoPS: CoPS 측정을 수행하기 위해 위의 정의는 진행 단계를 정의함으로써 도움이 됩니다. 일반적으로 내시경 검사가 순조롭게 진행되면 대장내시경 의사가 경험이 풍부하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 따라서 스코프의 팁이 "정체"된 시간을 추적하는 것이 CoPS를 정의하는 데 사용됩니다. 구체적으로, 대장내시경의 이동 영역에 걸쳐 있는 2차원 히스토그램이 사용됩니다. 히스토그램 채우기는 각 시간 단계에서 팁 위치를 샘플링하고 해당 빈에 넣는 것으로 간단하게 수행됩니다. 그런 다음 절차 전체의 여러 단계에서 범위가 정체되면 빈 값이 로컬에서 매우 높아집니다. 반면에 순조로운 진행이 있는 경우 빈 값은 모든 다른 빈에 걸쳐 원활하게 분포됩니다. 이것이 CoPS 가치의 기초입니다. 마지막으로 해석을 쉽게 하기 위해 2D 히스토그램 값의 정규화 및 스케일링이 뒤따릅니다.

3D-CoRS: 후퇴 단계 분석은 팁이 이 단계를 통해 서로 다른 시간에 정체된다고 가정하므로 다르게 수행되어야 합니다. 따라서 위에서 설명한 대로 움직임 분석을 사용하여 기구가 어떻게 움직이는지 측정합니다. 숙련된 대장내시경 의사는 훨씬 더 높은 빈도의 움직임을 보이는 것처럼 보이기 때문에 이 움직임은 고역 필터링됩니다. 여기서 초보자는 훨씬 더 낮은 빈도로 움직입니다(더 주저함). 이 전반적인 움직임은 서로 다른 위치 간의 차이(미분법에 의해)로 평가되며 피크와 밸리의 수는 피팅 마진으로 수행됩니다. 이 최종 카운트는 더 높은 빈도의 움직임이 발생하기 때문에 전문가가 절차를 수행하는 경우 높고 초보자가 절차를 수행하는 경우 낮습니다.

환자 관련 정보:

• 용종의 수
• 폴립 크기
• 용종 유형
• 폴립 조직학
• 용종 위치

타당성:

타당성의 증거는 Messick의 다섯 가지 주요 출처(10)를 기반으로 합니다.

콘텐츠:

1. 3D-CoPS 및 3D-CoRS는 현재 진행 중인 시뮬레이션 기반 검증 연구인 "A Validation Study of a Computerized Movement Analysis of the Colonoscopy in Simulated Colonoscopy" 및 일반적인 모범 사례인 대장 내시경을 철회하는 방법에 대한 증거를 기반으로 개발되고 있습니다. 맹장에서 항문까지.

응답 프로세스:

이 과정은 Olympus 대장 내시경과 MEI 시스템을 사용하여 표준화되었습니다. 모든 참가자는 시스템 및 데이터 수집에 대한 정보를 받게 됩니다. 관련된 모든 데이터 수집은 균일한 파일 형식으로 제공됩니다. 3D-CoPS 및 3D-CoRS는 객관적이고 자동화된 편견 없는 도구입니다.

내부 구조:

내시경 의사 사이에서 3D-CoPS 및 3D-CoRS의 내부 일관성을 보장하려면 최소 5개의 연속적인 대장 내시경 검사가 필요합니다(아직 게시되지 않은 기사 기준). 점수 시스템은 자동화되고 편파적이지 않습니다. 왜 이와 관련하여 내부 구조가 일관적인지 알 수 있습니다.

다른 변수와의 관계:

샘플 데이터는 고정된 매개변수 집합을 기반으로 확률 분포를 따르는 모집단을 반영한다고 가정합니다. 경험(대수)과 점수 사이의 상관관계는 Pearson의 r을 사용하여 조사됩니다. 3D-CoPS 및 3D-CoRS의 점수는 환자 및 내시경 의사 변수와 상관 관계가 있습니다. 내시경 의사는 성능에 영향을 미칠 수 있는 데이터 수집 중에 눈이 멀지 않습니다. 데이터 수집이 완전히 자동화되더라도 맹장에서 항문으로 대장 내시경을 빼는 동안 기술이 변경되어 시각화된 점막과 폴립 검출을 증가시킬 수 있습니다(내시경 의사의 인식 증가).

결과:

대조 그룹의 방법은 삽관 중 최소 성능을 모방하는 점수를 기반으로 합격/불합격 기준을 설정하는 데 사용되며, 최소 ADR 및 위양성 및 위음성이 조사됩니다.

윤리학:

이 연구에는 생의학적 개입이 포함되어 있지 않습니다. 참가자와 환자는 신체적 또는 심리적 불편을 겪지 않습니다. 모든 내시경 의사는 연구에 참여하기 전에 구두 및 서면 정보를 제공받고 정보에 입각한 동의서에 서명합니다. 수집된 데이터는 익명으로 처리됩니다.