Kan kunstig intelligens redusere forbruket av standard tarmpreparasjonsregime blant eldre befolkninger, uten at det går ut over kvaliteten på koloskopi? En internasjonal randomisert multisenters randomisert kontrollert studie. (AIBP)

Kolonoskopi er gullstandarden for screening av kolorektal kreft (CRC), som er den tredje vanligste kreften og den nest ledende årsaken til kreftrelatert dødelighet over hele verden. Polypektomi under screening av koloskopi reduserer både langvarig forekomst og dødelighet av CRC fordi fjerning av adenomatøse polypper, forløpere av CRC, forhindrer utvikling av CRC ved å avbryte adenom-karsinomsekvensen. Når den eldre befolkningen vokser, øker etterspørselen etter koloskopi raskt på grunn av indikasjoner for behandling, diagnose og overvåking, samt den brede globale implementeringen av organisert CRC -screeningprogram for enkeltpersoner ≥50 år.

Tarmforberedelse spiller en avgjørende rolle i koloskopi fordi det direkte påvirker to viktige kvalitetsindikatorer som bidrar til prosessuell nøyaktighet: cecal intubation rate (CIR) og adenom deteksjonshastighet (ADR). Tilstrekkelig tarmpreparat er avgjørende for fullstendig visualisering av tykktarmslimhinnen og påvisning av kolorektale lesjoner. I motsetning til dette er utilstrekkelig tarmforberedelse (IBP) assosiert med lavere CIR, lengre prosessuell tid, økt risiko for komplikasjoner, høyere adenom -glipphastighet og økte kostnader for helsetjenester på grunn av behovet for tidligere gjentatt koloskopi. Disse negative konsekvensene gir en betydelig belastning for både pasienter og helsevesenet. IBP er et vanlig spørsmål over hele verden, med renter som er rapportert å variere fra 11% til 28% i den generelle befolkningen som gjennomgår koloskopi og opptil 50% hos eldre individer.

Instruksjoner for forbedret tarmforberedelse anbefales16. Effektive strategier inkluderer å gi tilleggsinstruksjoner, visuelle hjelpemidler, tegneserier, hefter, videoer, telefonsamtaler, kortmeldingstjenester, smarttelefonapplikasjoner og mobil messenger.

I løpet av det siste tiåret har det vært en eksponentiell økning i beregningskraften, reduserte datalagringskostnader, forbedret algoritmisk raffinement og økt tilgjengelighet av elektroniske helsedata. Kunstig intelligens (AI) har blitt bredt adoptert i forskjellige helsevesenets omgivelser, spesielt for koloskopi17.

En fersk metaanalyse rapporterte at brun flytende rektal avløpsvann er en av de viktigste risikofaktorene for IBP, og øker oddsen med mer enn 4,5 ganger.18. Noen nyutviklede Convolutional Neural Network (CNN) -baserte AI-modeller, trent ved hjelp av tusenvis av rektal avløpsbilder, er blitt validert i randomiserte kontrollerte studier (RCT) som effektive verktøy for å lede tarmforberedelse før koloskopi19,20. I motsetning til forbedrede instruksjoner som fokuserer på pasientopplæring, lar disse AI -modellene pasienter å forutsi tilstrekkeligheten av tarmpreparatet før koloskopi ved å analysere bilder i endetarmen avløpsvann.

I en studie demonstrerte AI-modellen sammenlignbar ytelse i å forutsi tarmpreparatet til standard praksis (SP) av selvvaluering ved bruk av skriftlige instruksjoner med fotografiske eksempler (AI: 90,7% mot SP: 91,5%, P = 0,976), mens pasienter i AI-gruppe oppnådde en høyere Boston-tarmpreparat-skalal (bbps) VS 7.16 ± 1,46, P = 0,044) 19. I en annen studie oppnådde AI -modellen en høyere tarmforberedelsesfrekvens (88,54% mot 65,59%, p <0,001) og en høyere gjennomsnittlig BBPS -score (6,74 ± 1,25 mot 5,97 ± 1,81, p <0,001) enn de i SP 20. Disse AI -modellene ble utviklet som mobilapper eller nettsteder som er tilgjengelige via smarttelefoner. I HK har den samlede eierskapsraten for smarttelefoner raskt økt til 93% nylig: 73% blant individer i alderen ≥65 år mot 99% blant de i alderen 45-64 år21. Deltakelsesgraden på sosiale medier var 83% på tvers av aldersgrupper og 78% blant de i alderen ≥45 år22. AI -tarmforberedelsesevalueringssystemet krever bare at pasienter tar og laster opp fotografier av deres rektal avløpsvann, med evalueringsresultatene gitt umiddelbart på samme side, noe som gjør det enklere å bruke enn sosiale medier. Dette indikerer muligheten for å bruke et smarttelefonbasert AI-tarmforberedelsesevalueringssystem, selv i den eldre befolkningen. Omsorgspersoner kan hjelpe eldre individer med lav digital leseferdighet med AI -evalueringer. For de som bor alene, har begrenset mobilitet, eller har avanserte medisinske tilstander, er den vanlige praksisen å innrømme dem for koloskopi på pasienter. Dette betyr at sykepleiere kan utføre AI -evalueringer.

Selv om to studier rapporterte effektiviteten av AI i å forbedre tarmforberedelseskvaliteten, er det flere viktige hull i den eksisterende forskningen. For det første hadde en studie en relativt liten prøvestørrelse på omtrent 500 pasienter20, og begge studiene ble utført i et enkelt land, noe som begrenset generaliserbarheten av funnene deres. For det andre oppfylte ikke baseline ADR i SP -gruppen i begge studiene den internasjonale kvaliteten på 25%23,24. I en studie var baseline -tarmforberedelse i SP -gruppen bare 65,6%, og den gjennomsnittlige BBPS -poengsummen var 5,97, som begge var under den anbefalte standard23,25. For det tredje muliggjorde den samme studien en 1 L -utbedringsdose på toppen av den delte 3 L PEG -regimet hvis rektal avløpsvann ble ansett som IBP av pasientens eller AI -evaluering. Som et resultat konsumerte flere pasienter i AI -gruppen totalt 4 L PEG sammenlignet med de i SP Group20. Det er usikkert at hvis økningen i tarmforberedelsesgraden i AI -gruppen skyldtes en økt PEG -dosering eller AI -bruk. For det fjerde, selv om begge studiene rapporterte at AI kunne øke tarmpreparatet, klarte de ikke å demonstrere dens effektivitet ved å styrke adenomdeteksjon under koloskopi. Til slutt hadde de fleste av pasientene som ble rekruttert i disse to studiene ikke høyrisikofaktorer for IBP, da de generelt var unge, sunne, fri for avanserte medisinske tilstander, og hadde gjennomgått valgfri poliklinisk koloskopier19,20.

Selv om det er forskjellige tarmforberedelsesregimer, er PEG med høyt volum den mest brukte, spesielt for den eldre befolkningen, på grunn av dens høye sikkerhet og effekt for å oppnå tilstrekkelig tarmforberedelseskvalitet16,26,27. Eldre befolkning har også en høyere risiko for å utvikle IBP18. En årsak til dette er at de har en tendens til å mislike og tolerere med høyt volum PEG-regimer med ubehagelige smak9,27. Dermed er det et klart behov for å forbedre aksept og toleranse av PEG-regimer med høyt volum i den eldre befolkningen.

Så vidt vi vet, har ingen studier undersøkt gjennomførbarheten og effektiviteten av AI-tarmforberedelsesevaluering for å redusere forbruket av PEG med høyt volum og samtidig opprettholde tarmpreparatet tilstrekkelig blant eldre populasjoner som har høyere risiko for IBP18 og krever standard høye volum PEG av sikkerhetsgrunner16,26,27. Videre er ikke kostnadseffektiviteten av AI-tarmforberedelsesevaluering før koloskopi ennå ikke blitt undersøkt. Derfor hadde vi som mål å gjennomføre en storstilt, internasjonal, multisenter randomisert kontrollert studie (RCT) for å vurdere den kliniske og kostnadseffektiviteten til et AI-tarmforberedelsesevalueringssystem for å redusere forbruksvolumet til standard høye volum PEG-regimet blant eldre befolkning uten å gå på akkord med tarmen til å forberede seg på grunn av tilknytning og annen koloskopisk kvalitet.