Kwantyfikacja pomiarów wielkości gruczolaka w rutynowej endoskopii oparta na sztucznej inteligencji (AQUASNARE)

Cel:

Podstawowym celem pracy jest przeprowadzenie analizy wyższości metody POSEIDON nad metodą endoskopowej oceny optycznej, ze szczególnym uwzględnieniem błędów pomiaru wielkości polipów. Cele drugorzędne obejmują analizy podgrup dotyczące różnych rozmiarów i histologii polipów, potencjalny wpływ na protokoły obserwacji oparte na rozmiarach polipów oraz określenie odsetka przypadków, w których wykonanie pomiarów za pomocą POSEIDON okazuje się niewykonalne.

Projekt badania:

Badanie jednoośrodkowe, zaślepione przez endoskopistę. Biorąc pod uwagę wyniki badania wstępnego, do ekstrapolacji istotności statystycznej dla potęgi 90% i poziomu istotności 0,05 wystarczą łącznie 42 pary pomiarów. Biorąc pod uwagę współczynniki rezygnacji, średnią liczbę polipów na pacjenta i wskaźnik wykrywalności polipów, przewidywana liczba pacjentów, którzy zostaną włączeni do badania, wynosi 156. W celu uzyskania pomiaru złotego standardu pobiera się obrazy z zapisu badania, w którym końcówka pętli jest umieszczona obok polipa. Końcówka werbla i polip są ręcznie segmentowane i ręcznie obliczana jest ich największa średnica w pikselach. Średnica końcówki werbla zostanie zmierzona po badaniu w celu uwzględnienia różnic wynikających z produkcji. Na tej podstawie obliczany jest złoty standardowy rozmiar polipów.

Konfiguracja AI i ograniczenia:

Wersja systemu wykrywania polipów EndoMind jest zaktualizowaną wersją systemu opublikowanego w (PMID: 35543874). Warto zauważyć, że metoda POSEIDON została podwójnie udoskonalona w porównaniu z jej pierwszą opublikowaną wersją (PMID: 37080235). Po pierwsze, udoskonalono model sztucznej inteligencji do wykrywania końcówki strumienia wody przy użyciu obrazów z filmów z kolonoskopii, co doprowadziło do poprawy wydajności. Po drugie, zoptymalizowano metodologię konwersji pikseli na milimetry, aby dostosować je do specyfikacji endoskopów zastosowanych w badaniu.

Aby oszacować wielkość polipa, najpierw wykrywa się go za pomocą ramki ograniczającej w systemie EndoMind. Następnie, gdy strumień wody zostanie spryskany obok polipa, POSEIDON wykrywa końcówkę strumienia wody w miejscu, w którym dotyka on błony śluzowej. Współrzędne końcówki na obrazie endoskopowym są skorelowane z odległością endoskopu od błony śluzowej. W powyższym przypadku największa średnica obwiedni jest konwertowana z pikseli na milimetry, co skutkuje oszacowaniem rozmiaru.

W celu akwizycji pomiarów system jest inicjowany na początku badania i dezaktywowany po jego zakończeniu, co ułatwia naciśnięcie dedykowanego przycisku. Jeśli chodzi o interakcję z systemem eksperckim, identyfikatory systemu CADe stale pojawiają się na ekranie pomocniczym w obszarze roboczym endoskopisty. Na tym ekranie po wykryciu strumienia wody następuje precyzyjna wizualizacja punktu uderzenia pomiędzy wiązką strumienia wody a błoną śluzową. Następnie endoskopista otrzymuje wizualne potwierdzenie pomyślnego obliczenia szacunkowej wielkości polipa, uzyskane na podstawie ramki ograniczającej na ekranie. Endoskopista ocenia ustawienie tego pola wokół polipa, aby ocenić dokładność pomiaru. Co ważne, podczas tych operacji endoskopista pozostaje ślepy na wielkość oszacowaną przez POSEIDONA. Endoskopista zgłasza również przypadki polipów, w przypadku których nie jest w stanie uzyskać prawidłowego pomiaru.

Badana populacja:

Wszyscy dorośli pacjenci, u których wykonane zostaną kolonoskopie przesiewowe lub obserwacyjne, które nie spełniają kryteriów wykluczenia, zostaną poproszeni o świadomą zgodę. Do badania końcowego zostaną włączone maksymalnie 3 polipy na pacjenta.

Interwencja:

Po identyfikacji polipa przez endoskopistę zostanie przeprowadzona ocena wizualna, a następnie, jeśli to możliwe, uzyskanie zadowalającego pomiaru przy użyciu POSEIDON, zgodnie z opisem w części Metody AI. Aby wyeliminować potencjalne błędy uczenia się i zoptymalizować efektywność, egzaminator nie będzie widział bezpośredniego wyniku pomiaru. Na koniec, po wykonaniu obu pomiarów, w sąsiedztwie polipa zostanie umieszczona końcówka instrumentu o znanej wielkości, która później posłuży do uzyskania złotego standardu wielkości polipa.