Разработка и проверка системы выбора стратегии с помощью искусственного интеллекта для очистки колоноскопии

Колоректальное заболевание как распространенное заболевание человека серьезно влияет на здоровье человека. По мере старения населения, изменения структуры питания и усугубления загрязнения окружающей среды постепенно увеличивается заболеваемость колоректальными заболеваниями, такими как рак толстой кишки, полипы толстой кишки и воспалительные заболевания кишечника.

Колоноскопия является самым простым и широко доступным методом скрининга для профилактики и раннего выявления колоректального рака (КРР). Колоноскопия позволяет четко наблюдать небольшие изменения в терминальном отделе подвздошной кишки и толстой кишки, такие как эрозии, язвы, кровотечения, гиперемия, отек, полипы, ранние стадии рака и так далее. Колоноскопия позволяет провести биопсию участка поражения для патологоанатомического исследования, провести гистологическую качественную характеристику поражений слизистой оболочки, таких как воспаление, характер полипов, степень дифференцировки рака и т.д. Полезно понять тяжесть поражения и помочь сформулировать правильный план лечения или оценить эффект лечения. Колоноскопия также может быть малоинвазивным эндоскопическим методом лечения колоректальных полипов, раннего рака, кровотечений, инородных тел и других заболеваний.

Поскольку качество подготовки кишечника влияет на способность колоноскопии выявлять аденомы и полипы, адекватная подготовка кишечника необходима для обеспечения оптимального использования колоноскопии для профилактики КРР. Почти все клинические руководства рекомендуют адекватную подготовку кишечника перед колоноскопией. Однако было обнаружено, что до трети колоноскопий показывают неадекватную подготовку кишечника, что, по оценкам, увеличивает стоимость колоноскопии на 12-22%. А еще у 20% больных кишечник недостаточно подготовлен. Когда подготовка кишечника пациента неадекватна, трудности с промыванием могут привести к тому, что аденомы не будут обнаружены. поэтому врачи должны точно идентифицировать таких пациентов и рекомендовать им пройти повторную колоноскопию после полного очищения кишечника. Тем не менее, оценка чистоты кишечника определяется врачами субъективно, и не существует объективного и эффективного стандарта оценки, который помог бы пациентам согласиться на повторную колоноскопию.

Глубокое обучение — важный прорыв в области искусственного интеллекта за последнее десятилетие. Он имеет большой потенциал для извлечения крошечных признаков при анализе и классификации изображений. В 2017 году журнал Nature опубликовал статью, показывающую, что использование искусственного интеллекта для диагностики кожных заболеваний может достичь уровня экспертов. Впоследствии в области пищеварительной эндоскопии все больше и больше исследований начали применять искусственный интеллект, чтобы помочь врачам находить полипы и повышать скорость обнаружения полипов и аденом. Урбан, команда Г. использовала искусственный интеллект для выявления полипов с чувствительностью 95%. Команда Misawa, M использовала искусственный интеллект для выявления полипов с чувствительностью 90%. Целью нашей исследовательской группы является разработка EndoAngel с оценкой чистоты кишечника в режиме реального времени. Он может построить кривую принятия решения о чистоте кишечника на основе соотношения между процентом сегментов кишечника с бостонским баллом 0–1 и частотой обнаружения аденом. Это может помочь эндоскопистам выявить пациентов, нуждающихся в повторной колоноскопии, избежать пропущенных аденом и больших затрат времени на очистку, вызванных неправильным принятием решения. В то же время искусственный интеллект находится на стадии предварительных исследований в области эндоскопии пищеварительного тракта, и ожидается, что результаты наших исследований предоставят новые идеи в повышении скорости обнаружения колоноскопических аденом.

Процесс исследования: Субъекты, которые соответствовали всем критериям включения и не соответствовали всем критериям исключения, были включены в исследование до проведения колоноскопии. Во время колоноскопии эндоскописты должны оставаться в одном и том же положении во время промывания кишечника. Пациентов с биопсией наблюдают в течение одной недели. пациенты без биопсии находятся под наблюдением в конце колоноскопии, и результаты отправляются на рассмотрение независимой группе по анализу данных. Мы соберем видео пациентов и исключим ролики ирригации, биопсии и наблюдения за полипом. Затем EndoAngel оценивает Бостонскую шкалу подготовки кишечника для восходящей, поперечно-ободочной и нисходящей ободочной кишки и вычисляет пропорцию 1 балла.