대장 암의 예방 및 조기 탐지를위한 인공 지능 기반 스크리닝 모델

결장 직장암 (CRC)은 세 번째로 일반적으로 진단되는 암과 전 세계 암 사망의 네 번째 주요 원인을 나타냅니다. 앞으로 수십 년 동안 발병률이 크고 점진적으로 증가하여 전 세계 2030 년에 약 220 만 건의 새로운 사례에 도달 할 것으로 추정됩니다.

2022 년 이탈리아에서는 48,100 개의 새로운 CRC 진단이 2020 년 43,702 건에 비해 2 년 동안 4400 건이 증가한 것으로 추정되었습니다 (이탈리아 의료 종양학 협회 IOM 보고서 2022- 이탈리아 암 수). 이탈리아 암 레지스트리 협회 (AirTum)의 데이터에 따르면 CRC는 전립선 및 유방암이 각각 앞에있는 남성 (모든 신규 암의 15%)과 여성 (13%)의 두 번째로 높은 암 발병률입니다 (AIOM 보고서 2022).

수많은 위험 요소는 결장 직장암 발병률과 관련이 있으며, 일부는 연령, 환경 결정 요인, 유전 적 요인, 개별 유전 적 소인 및 후성 유전 학적 변경 등 수정 불가능한 수정 불가능한 생활 양식, 고속 캘리, 포화와 같은 수정할 수있는 것과 관련이 있습니다. 뚱뚱한식이 요법과 흡연, 고소득 국가에서 더 흔한 행동.

연령과 관련하여, 수정 불가능한 위험 요인 중 하나는 결장 직장암 진단의 가능성이 50 세 이후 급격히 증가합니다. 결장 직장암 사례의 90% 이상이 50 세 이상의 사람들에게서 발생합니다.

수정 가능한 위험 요소 중에서 신체 활동은 결장암 위험 감소와 밀접한 관련이 있습니다. 연구에 따르면 더 육체적으로 활동적인 사람들은 적은 활동적인 사람들보다 근위 및 원위 결장 암을 개발할 위험이 25% 낮습니다.

과도한 체중은 CRC의 위험을 증가 시키며, 여성보다 남성과 더 강한 연관성이 있습니다. 체중 증가는 2005 년 보고서에서 Americam Cancer Society에서 지적한 바와 같이, 후기 수명 단계보다 초기 성인기에 발생할 때 CRC 위험에 더 큰 영향을 미치고 Renehan et al. Steins Bisschop CN et al (2014)의 과학적 간행물은 전 세계적으로 CRC 발병의 차이가식이 요법과 어떻게 관련되어 있는지 보여줍니다. 이는이 암의 발생에 큰 영향을 미칩니다.

지방, 특히 동물성 지방이 높은식이 요법은 담즙산의 장 배설을 증가시키기 때문에 대장 암의 중요한 위험 인자이며, 장내 박테리아에 의해 발암 물질로 대사 될 수 있으며, 장 종양 생성에 관련된 미생물 군집의 현저한 변화를 유도합니다. .

Patel SG et al (2012)에 의해보고 된 바와 같이, 일부 연구는 과일과 채소가 적은 식단을 가진 사람들이 잠재적 인 항 암성 화합물의 섭취 감소로 인해 결장 직장암 위험이 높을 수 있으며, 이는 높은 수준으로 존재합니다. 과일과 채소.

2009 년 11 월, 국제 암 연구 기관은 담배 흡연이 CRC를 유발한다는 강력한 증거가 있다고보고했으며, 특히 중등도와 심한 알코올 음료 소비의 경우 여전히 명확한 과학적 증거는 없습니다.

예방 및 조기 탐지를위한 선별 프로그램은 CRC와 같은 유병률 암을 위해 여러 유럽 국가에서 시행되었습니다. CRC 스크리닝의 주요 목표는 무증상 또는 조직 학적으로 진행된 암을 조기에 식별하는 것입니다. 대부분의 국가는 총 대장 내시경 검사 (CT)를 통해 추가 치료를 지시 할 수있는 저렴하고 반복적 인 테스트 인 분변 면역 화학 시험 (FIT)의 촉진 (FIT)의 촉진을 통해 인구의 연령에 기초한 표적 접근법을 채택하고 있습니다.

Lee, J. K et al (2014) 및 Zauber Ag et alt (2012)의 연구와 같은 많은 관찰 연구는 대장 내시경 검사가 CRC 예방에 보호 효과가 있음을 확인했지만 다른 연구가 강조되었습니다. 예기치 않은 Interallic 암종의 위험으로 인한 최적의 효과.

현재까지 대장 내시경 검사는 결장 병변을 검출하기위한 금 표준으로 간주되지만, 일부 작은 폴립은 여전히 ​​검출시 누락 될 수 있습니다. 문헌에 대한 체계적인 검토에 따르면, 누락 된 선종의 비율은 선종의 경우 20-26%, 크기의 큰 선종 (= 10 mm)의 경우 2.1%라고보고했다. 결장의 대장 내시경 검사 및 가상 CT에 의해 얻어진 결과를 비교 한 연구는 Singh H et al (2006)에 의해보고 된 바와 같이 큰 폴립 (> 1 cm)에 대해 12%의 대장 내시경 검사에 의해 "누락 된"폴립 속도를보고했다. ADR (Adenoma Detection Rate)도 연산자들 사이에서 매우 가변적 인 것으로 보입니다.

인공 지능 (AI)은 의학의 진단 및 치료의 질을 향상시키는 데있어 잠재적 인 역할로 인해 관심이 높아지고 있습니다.

구체적으로 소화 내시경 검사에서 AI는 사용될 수 있습니다.

1. 대장 내시경 검사 동안 누락 된 폴립 식별의 위험을 최소화하여 ADR을 증가시키고 결과적으로 인터벌 암의 발생률을 감소시킵니다.
2. 폴립의 광학 진단을 향상시켜 더 나은 "관리"를 생성합니다 (예 : 감소 된 폴립에 대한 "절제 및-디스크"전략 또는 고급 병변에 대한 복잡한 내시경 절제 방법 또는 수술).

따라서, 성별, 연령, 유전학, 동반 질환 및 라이프 스타일 및식이 습관을 포함한 대규모 전망의 코호트에서 개별 정보를 통합하는 위험 기반 접근법을 통해 새로운 전략을 향상시키는 것이 분명하고 필요합니다.

따라서,이 연구에서 AI 및 인체 측정, 유전 적 특성 및 엑스포 좀 데이터로 수행 된 내시경 검사를 통해 얻을 수있는 데이터를 결합하는이 연구에서 구현 된 전략은 처방전 및 감시 절차의 적절성과 구현 될 테스트 유형을 향상 시키려고합니다. 시설 비용을 줄이면 ( "건강 시스템 자원 잠금 해제).

이것은 가능한 경우 환자에 대한 불필요한 침습적 절차의 수를 줄이고 그 절차를 가장 혜택을받을 환자의 유형에 맞게 목표로합니다.

주요 목표 연구의 목표는 고위험 신 생물 (고급 선종/초기 단계 암)을 소지 할 위험이 높은 사람들을 식별하고 제안하는 모델을 기반으로 스크리닝 전략을 개인화하는 데 유용한 예측 위험 모델을 개발하는 것입니다. 위험이 낮은 개인의 진단 부담을 줄이기 위해보다 정확하고 개인화 된 선별 프로그램입니다.

이 모델은 선종 발생 (장액 선종 포함) 및 암 (예 : 친숙 함, 흡연 습관, 육류 소비, 비만)과의 상관 관계에 대한 명확한 증거가있는 위험 요인에 대해 이미 알려진 지식을 기반으로합니다. 강력한 증거 (예 :식이 요법, 신체 활동) 및 ADR에 영향을 미치지 않습니다 (예 : 광학 또는 "AI- 매개"대장 내시경 검사. 따라서 "데이터 중심-기반"부분과 "지식 기반"부분이있는 "하이브리드"AI 매개 모델이 될 것입니다.

학습 디자인. 의료 기기, 병렬 그룹, Emilia-Romagna 지역의 결장암 선별 프로그램에 대한 독립적 인 준수의 결과로 수행 된 대변 오컬트 혈액 검사에 대해 양성 검사를 한 피험자의 단일 센터를 사용한 공개 라벨, 무작위, 통제, 중재 연구.

대변 ​​오컬트 혈액 검사에 대해 양성 검사를하는 피험자는 지역 스크리닝 프로그램에 따라 출혈의 원인을 확인하기 전에 인터뷰를 위해 Azienda USL 스크리닝 센터에서 전화로 연락을받습니다.

전화 인터뷰 후, 환자는 외래 환자 클리닉으로 가서 처방전 및 장 클렌징 준비를 받고,이 시점에서식이 유형 및 신체 활동을 조사하는 데 유용한 설문지를받습니다.

예정된 날짜의 환자와 장 준비 후 외래 환자 클리닉으로 가서 대장 내시경 검사를 수행하고 식습관 및 신체 활동에 관한 설문지에 나와 있습니다.

환자는 인공 지능으로 전통적인 대장 내시경 검사 또는 대장 내시경 검사에 무작위 배정됩니다.

대장 내시경 검사의 성능으로 폴립 및/또는 의심스러운 병변이 감지되는 경우, 전문가는 발견 된 임상 문제의 유형에 따라 1, 3 또는 5 년에 후속 대장 내시경 검사를 수행하기로 결정할 수 있습니다. 이 데이터는 또한 각 환자의 특성에 따라 정보를 높이고 스크리닝 경로를 최적화하기위한 후속 조치로서 본 연구를 위해 수집 될 것이다.

연구 설정은 U.O.에서 이루어집니다. 환자 등록을 담당하는 IRCCS AOUBO의 위장병학. U.O. IRCCS Aoubo와 Bologna 대학의 임상 거버넌스 및 품질이 연구에서 협력하고 있습니다.

참가자 자격 (포함/제외 기준)

포함됩니다 :

1. 50 세에서 69 세 사이의 피험자
2. 남성과 여성 성별
3. Emilia-Romagna 지역의 대장 암 스크리닝 프로그램에서 수행 된 분변 신비 혈액 검사 (FIT)에 긍정적 인 피험자
4. 연구에 서면 동의를 한 과목.

제외됩니다.

1. 이탈리아 언어를 이해하지 못하는 피험자
2. 전체 콜렉터 절제술 또는 장 절제술의 이전 병력이있는 대상
3. 지난 12 개월 동안 대장 내시경 검사를받은 대상
4. 대장 내시경 검사에 금기 사항이있는 대상
5. 진정 또는 마취에 대한 금기 사항이있는 대상
6. CRC의 개인 역사를 가진 과목
7. 유전성 위장암 증후군이있는 대상 : 가족 성 선종 폴립 증 (FAP), 약화 된 FAP, MutyH 관련 다혈증, Lynch 또는 Lynch- 유사 증후군 및 톱니 모양의 폴립 시스 증후군
8. 염증성 장 질환이있는 대상 (크론 병, 궤양 성 대장염)

치료 및 후속 대장 내시경 검사는 전통적인 방법 (CT) 또는 8-12 명의 환자 그룹에 대해 중앙에서 수행 될 무작위 화에 따라 의료 기기 (인공 지능 -AI)의 지원으로 수행 될 것입니다. 무작위 화 시퀀스의 생성은 "The Emilia Romagna Region Portal"(http://wwwservizi.regione.emilia-romagna.it/generatore/)의 랜덤 번호 생성기를 통해 수행됩니다.

대장 내시경 검사는 IRCCS Aoubo Gastroenterology OU에서 이미 이용할 수있는 Olympus Colonoscopes와 함께 수행 될 것이며 GI Genius AI 시스템의 도움을 받거나없는 Dare -Digital Lifelong Prevention Project PNC0000002에서 대학 및 연구부의 기금을 통해 인수 할 것입니다.

샘플 크기는 최소 1400 명이 18 개월 동안 연구에 포함될 것으로 예상됩니다.

연구 기간 동안 연구 기간은 72 ​​개월의 지속 시간이 있습니다.

분석 방법론 분석 방법 분석은 Bologna 대학의 전기 에너지 및 정보 공학부 "Guglielmo Marconi"의 직원에 의해 수행됩니다.