Kombinera artificiell intelligens med ballongslemhinneexponeringsanordning för polypdetektering i screening av individer (COMBAT)

Det italienska screeningprogrammet för kolorektal cancer (CRC) inbjuder den inhemska befolkningen i åldern 50-74 år till fekalt immunokemiskt test (FIT) vartannat år. Försökspersoner som testar positivt remitteras till koloskopi. Koloskopi och polypektomi förhindrar incidenter av kolorektal cancer genom att de upptäcks i ett tidigt och härdbart skede och genom att identifiera och avlägsna kolorektala precancerösa lesioner (dvs. adenom). Med hänsyn till antalet och de histologiska egenskaperna hos identifierade polyper, tillåter koloskopi också att stratifiera individer enligt risken att utveckla kolorektal cancer över tid (lågrisk kontra högriskpatienter), vilket gör det möjligt att planera en balanserad riskbaserad Uppföljningsschema: högriskindivider schemaläggs för en övervakningskoloskopi om 3 år, medan lågriskindivider schemaläggs för ytterligare ett FIT-test om fem år eller för en ny koloskopi om 10 år. Koloskopi är dock långt ifrån ett felfritt verktyg. Studier som har mätt förekomsten av kolorektal cancer som diagnostiserats hos försökspersoner som nyligen har genomgått koloskopi med negativa resultat (de så kallade intervallcancersjukdomarna) har visat att en betydande del av intervallcancer är relaterade till pre-neoplastiska, eller uppriktigt sagt neoplastiska tjocktarmsskador, missade under det endoskopiska ingreppet.

Under de senaste åren har det visat sig att hos patienter som genomgår koloskopi för blandade indikationer kan AI-baserade system effektivt stödja endoskopisten genom att minska antalet adenommissar och genom att öka identifieringen av kolonpolyper, vilket potentiellt kan sänka frekvensen av intervallcancer och öka antalet individer som är schemalagda för en kort uppföljning. En nyligen genomförd studie visade att AI-assisterad koloskopi är effektiv även inom ramen för ett FIT-baserat organiserat CRC-screeningprogram vilket resulterar i en absolut skillnad på 8,3 % och 0,23 för adenomdetektionsfrekvens (ADR) och för adenom per koloskopi (APC), jämfört med standardkoloskopi utförd utan hjälp av AI. Ändå har tandemstudier visat att trots användningen av AI-system är missfrekvensen av kolonadenom fortfarande cirka 15-20%. Faktum är att AI-system bara tillåter att framhäva polyper som är inramade av endoskopisten på skärmen. Därför kan användningen av datoriserade AI-baserade system inte bortse från en noggrann retraktionsteknik, fokuserad på att på ett omfattande och effektivt sätt utforska utrymmet mellan vecken. Flera verktyg, mestadels bestående av distala fästen eller plastkåpor, som syftar till att underlätta utvärderingen av utrymmet mellan vecken för att gynna deras utjämning under endoskopets tillbakadragande, har utvecklats för att maximera slemhinneexponeringen. Bland dem inkluderar G-EYE-systemet en ballong integrerad vid den distala spetsen av ett standardkoloskop, som plattar ut haustrala veck, centraliserar koloskopets optik och minskar tarmens glidning under endoskopets tillbakadragande. Inledande studier visade att G-EYE-ballongsystemet, jämfört med standardkoloskopi, ökar inte bara adenomdetektionshastigheten utan också upptäckten av avancerade, platta och sittande tandade adenom/polyper. Nyligen har ett nytt användarvänligt G-EYE-ballongsystem (G-EYE 760R-endoskop) marknadsförts: det består av ett standardkolonoskop av senaste generationen med en permanent integrerad ballong, placerad vid endoskopets böjningsdel, som gradvis kan göras insufflerade på begäran av endoskopisten genom en pedalkontroll. Det kan antas att kombinationen av AI-system med anordningar för exponering av slemhinnor ytterligare kan minska polyppmissfrekvensen genom att maximera upptäckten av adenom. Dessutom gav initiala studier baserade på en sådan strategi, som kombinerar AI med anordningar för slemhinneexponering, uppmuntrande resultat. Kombinationen av CADEYE med G-EYE 760R endoskop har dock inte utvärderats hittills.

Den nuvarande prospektiva randomiserade kontrollerade studien syftar till att utvärdera om kombinationen av ett AI-system (CADEYE) med en slemhinneexponeringsanordning (G-EYE 760R-endoskop) hos individer som är planerade för koloskopi inom ramen för ett strukturerat FIT-baserat screeningprogram för kolorektal cancer ) ökar identifieringen av försökspersoner med hög risk att utveckla kolorektal cancer, jämfört med koloskopi utförd med enbart stöd av AI. Dessutom kommer det också att utvärderas om användningen av ett AI-system i kombination med en slemhinneexponeringsanordning ökar:

• adenomdetektionsfrekvensen (dvs frekvensen av individer med minst ett histologiskt bekräftat adenom)
• antalet adenom per koloskopi (dvs antalet upptäckta adenom delat med antalet av alla utförda koloskopier)
• de sågtandade lesionerna med neoplastisk potential (sessila sågtandade lesioner-SSA; traditionella sågtandade adenom - TSA) detektionshastighet.
• detektionshastigheten för höger kolonadenom
• detektionshastigheten på icke-polypoida kolonskador. Individer som uppfyller inklusionskriterierna randomiseras (1:1) i två armar (se nedan). Randomisering baseras på en datorgenererad randomiserad blocksekvens, stratifierad efter ålder (50-61 vs. 62-74) och kön (man vs. kvinna); storleken på blocken (10 individer) meddelas inte utredaren. Tilldelningen döljs och förvaras i ett förseglat kuvert, som öppnas strax innan förfarandet påbörjas.

Randomiseringsgrupper:

• Grupp A (endast CADEYE): alla försökspersoner får koloskopi med G-EYE 760R-koloskopet men ballongen förblir tömd under hela proceduren; koloskopin utförs med stöd av CADEYE-systemet för polypdetektering i både insättnings- och utsättningsfas; alla identifierade polyper tas bort och skickas för histopatologisk undersökning.
• Grupp B (CADEYE+G-EYE 760R): alla individer får koloskopiundersökning med G-EYE 760R koloskop; när blindtarmen nåtts blåses ballongen upp och endoskopet dras ut med den uppblåsta ballongen; koloskopin utförs med stöd av CADEYE-systemet för polypdetektering i både insättnings- och utsättningsfas; alla identifierade polyper tas bort och skickas för histopatologisk undersökning.

För den aktuella studien beräknas och jämförs ett kliniskt utfallsmått, såsom andelen "högrisk"-individer i de två studiearmarna. Enligt nya riktlinjer från European Society of Gastrointestinal Endoscopy (ESGE) märks försökspersoner som "högrisk" om de har minst 1 adenom ≥ 10 mm eller med höggradig dysplasi, eller ≥ 5 adenom, eller någon tandad polyp ≥ 10 mm eller med dysplasi.

Alla endoskopiska procedurer utförs med ELUXEOTM 7000 endoskopiplattformen (inklusive videoprocessor ELUXEO TM VP-7000 och ljuskälla ELUXEO TM BL-7000; Fujifilm Co., Tokyo, Japan), högupplösta 26-tumsmonitorer (Barco NV, Kortijk, Belgien) och G-EYE 760R endoskop (Fujifilm Co., Tokyo, Japan).

Tarmförberedelse är en delad regim av lågvolymlösning, enligt lokala protokoll. Kvaliteten på tarmrengöringen registreras med hjälp av Boston Bowel Preparation Scale. Koloskopier utförs under medveten sedering med koldioxidinblåsning. Intubationstid, total uttagstid, interventionstid och inspektionstid vid uttag mäts med hjälp av ett stoppur. En inspektionstid på minst 6 minuter (2 minuter i varje kolonsegment, nämligen höger, tvärgående och vänster kolon) är obligatorisk i båda studiearmarna. Slemhinnan inspekteras noggrant, och alla polyper klassificeras enligt deras placering, storlek och morfologi (enligt Paris-klassificering). Patologens mått, när det finns tillgängligt, anses vara referensstandarden; endoskopistens måttuppskattning används i de återstående fallen (d.v.s. bitvis resektion). Polypplacering definieras som "proximal" om den är proximal till mjältböjningen). Alla identifierade polyper avlägsnas (biopsi för icke-resekterbara lesioner), oavsett storlek, färg eller subjektiv tolkning, möjligen med undantag för mycket små (1-5 mm) hyperplastiskt uppträdande polyper lokaliserade i ändtarmen och enligt bedömningen av endoskopisterna - inte kliniskt signifikant.

Alla deltagande endoskopister har legitimation för att delta i det organiserade FIT-baserade screeningprogrammet (mer än 300 koloskopier/år; cecal intubationsfrekvens >95 %, adenomdetektionsfrekvens >25 %). Alla endoskopister är bekanta med CADEYE-funktioner och använder detta system regelbundet. Alla deltagande endoskopister får en formell utbildning (en 20' föreläsning fokuserad på användningen av G-EYE 760R endoskopet). Samtliga utförde minst 10 koloskopier med G-EYE 760R-endoskopet, för att bekanta sig med systemet, innan de gick in i studien.

Alla resekerade eller biopsiprover fixeras i 10 % buffrad formalinlösning som skickas till patologi i separata burkar. De bearbetas och färgas för histopatologi med standardmetoder och utvärderas av expertpatologer (en i varje center), med legitimation för att delta i det FIT-baserade organiserade screeningprogrammet; patologer är blinda för det tilldelade undersökningsläget. Alla lesioner klassificeras enligt Wien-klassificeringen. Ett avancerat adenom definieras som ett adenom ≥10 mm och/eller med villös komponent >20 % och/eller höggradig dysplasi.