Колоноскопия: Использование технологий искусственного интеллекта (ИИ) для улучшения диагностики и выявления аденомы
Автор: Каролин Крист
19 декабря 2022 года
Согласно новому отчету, колоноскопия с искусственным интеллектом (ИИ) демонстрирует значительно лучшие показатели выявления аденомы, чем большинство других эндоскопических вмешательств.
Исследователи с помощью систематического обзора и мета-анализа обнаружили, что инструменты на основе искусственного интеллекта превосходят другие методы, предназначенные для повышения уровня выявления аденомы, в том числе устройства с дистальным креплением, хромоэндоскопию на основе красителей/виртуальную хромоэндоскопию, методики на водяной основе и устройства с баллонами.
Доктор Мухаммад Азиз
“УВА (уровень выявления аденомы) является очень важным показателем качества. Чем выше УВА, тем меньше вероятность возникновения интервального рака”, – рассказал для Medscape Medical News первый автор исследования Мухаммад Азиз, доктор медицинских наук, сопредседатель гастроэнтерологического отделения Университета Толедо. Интервальный рак относится к колоректальному раку, который диагностируется в течение 5 лет после того, как пациент получил отрицательный результат колоноскопии.
“Были предприняты многочисленные попытки вмешательств и проведены исследования, чтобы увидеть влияние на УВА, – сказал он. “Новичок на рынке – колоноскопия с искусственным интеллектом – меняет правила игры. Я знал, что ИИ влияет на улучшение УВА, но я не знал, что он будет лучшим”.
Исследование было опубликовано онлайн в Journal of Clinical Gastroenterology.
Анализ показателей выявления
Действующие руководства устанавливают контрольный показатель УВА на уровне 25% в целом, 30% для мужчин и 20% для женщин, которые проходят скрининговую колоноскопию. Каждое увеличение УВА на 1% приводит к снижению заболеваемости колоректальным раком на 3%, пишут Азиз и его соавторы.
Несколько методов могут улучшить УВА по сравнению со стандартной колоноскопией. Методы компьютерного обнаружения и искусственного интеллекта, которые появились в последние годы, предупреждают эндоскописта о потенциальных поражениях в режиме реального времени с помощью визуальных сигналов.
Прямых сравнительных исследований не проводилось, поэтому, чтобы сделать косвенное сравнение, Азиз и его коллеги провели систематический обзор и сетевой мета-анализ 94 рандомизированных контролируемых исследований, которые включали 61 172 пациентов и 20 различных исследовательских вмешательств.
Исследовательская группа оценила влияние ИИ по сравнению с другими эндоскопическими методами, используя относительный риск для пропорциональных результатов и среднюю разницу для непрерывных результатов. Около 63% колоноскопий было проведено с целью скрининга и наблюдения, а 37% – с диагностической целью. Эффективность оценивали с помощью P-score (вероятность того, что это лучший метод лечения).
В общем, ИИ имел самый высокий показатель P-score (0,96), что свидетельствует о лучшей модальности среди всех вмешательств для улучшения УВА, пишут авторы исследования. Анализ чувствительности с использованием модели с фиксированными эффектами существенно не изменил степень эффекта. Сетевой мета-анализ показал достоверно более высокую УВА для ИИ по сравнению с автофлуоресцентной визуализацией (относительный риск [ОР], 1,33), хромоэндоскопией с красителем (ОР, 1,22), Endocap (ОР, 1,32), Endocuff (ОР, 1,19), Endocuff Vision (ОР, 1,26), EndoRings (ОР, 1. 30), гибкое спектральное усиление цвета изображения ( ОР, 1.26), эндоскопия полного спектра ( ОР, 1.40), колоноскопия высокой четкости (HD) (ОР, 1.41), связанная цветная визуализация (1.21), узкополосная визуализация (ОР, 1.33), водообмен (ОР, 1.22), и водное погружение (ОР, 1.47).
Среди 34 исследований колоноскопий только с целью скрининга или наблюдения, УВА значительно улучшился для связанной цветной визуализации ( ОР, 1,18), I-Scan с контрастированием и улучшением поверхности (ОР, 1,25), Endocuff (ОР, 1,20), Endocuff Vision (ОР, 1,13), а также водообмена (ОР, 1,24) по сравнению с колоноскопией с высоким разрешением (HD). Только одно исследование с ИИ было включено в этот анализ, поскольку в других было значительно больше пациентов, которым колоноскопию проводили по диагностическим показаниям. В этом случае ИИ не улучшал УВА по сравнению с колоноскопией высокого разрешения (ОР, 1,44).
Кроме того, было отмечено значительно лучший показатель обнаружения полипов ( ПОП) при применении ИИ по сравнению с автофлуоресцентной визуализацией (ОР, 1,28), Endocap (ОР, 1,18), Endocuff Vision (ОР, 1,21), EndoRings (ОР, 1. 30), гибкое спектральное усиление цвета изображения ( ОР, 1,21), эндоскопия полного спектра (ОР, 1,39), колоноскопия высокой четкости (ОР, 1,34), связанная цветная визуализация ( ОР, 1,19) и узкополосная визуализация (ОР, 1,21). Опять же, ИИ имел самый высокий P-score (ОР, 0,93).
Среди 17 исследований колоноскопии для скрининга и наблюдения только одно исследование с использованием ИИ было включено для оценки ПОП. Значительно более высокий показатель ПОП был отмечен для ИИ по сравнению с колоноскопией с высоким разрешением (ОР, 1,33). Ни одно из других вмешательств не улучшило ПОП по сравнению с колоноскопией высокой четкости. Отсутствие преимуществ ИИ для зубчатых полипов
Двадцать три исследования оценивали выявление зубчатых полипов, в том числе три исследования ИИ. ИИ не улучшил частоту обнаружения зубчатых полипов (ЧОЗП) по сравнению с другими вмешательствами. Однако несколько методов улучшили ЧОЗП: G-EYE по сравнению с эндоскопией полного спектра (ОР 3,93), связанная цветная визуализация по сравнению с эндоскопией полного спектра (ОР 1,88) и колоноскопией высокого разрешения (ОР 1,71), а также Endocuff Vision по сравнению с колоноскопией высокого разрешения (ОР 1,36). G-EYE имел самый высокий показатель P-score (0,93).
Авторы отмечают, что ИИ значительно улучшил выявление аденом на одну колоноскопию по сравнению с эндоскопией полного спектра (средняя разница [СР], 0,38), колоноскопией высокой четкости (СР, 0,18) и узкополосной визуализацией (СР, 0,13). Однако количество аденом, выявленных на одну колоноскопию, было значительно ниже при применении ИИ по сравнению с Endocap (-0,13). Endocap имел самый высокий показатель P-score (0,92).
Доктор Джереми Глиссен Браун
“Сильными сторонами этого исследования являются широкий спектр включенных эндоскопических дополнений, количество включенных испытаний и детализация некоторых отчетных данных”, – сказал Джереми Глиссен Браун, доктор медицинских наук, гастроэнтеролог и доцент медицины в Университете Дьюка, в интервью для Medscape Medical News.
Глиссен Браун, который не участвовал в этом исследовании, изучает средства искусственного интеллекта для обнаружения полипов. Он и его коллеги обнаружили, что ИИ уменьшает количество пропущенных аденом и увеличивает количество аденом, обнаруженных с первого раза за колоноскопию.
“Ограничения включают значительную неоднородность многих сравнений, а также высокий риск предвзятости, поскольку технически сложно достичь “слепого” наблюдения за участниками на основе компьютеризированных систем обнаружения (КСО), на которых основывался этот анализ”, – сказал он.
Дополнительные аспекты
Азиз и его коллеги отмечают необходимость дополнительных исследований в сфере диагностики на основе ИИ, в частности, для скрининга и наблюдения. Для широкого внедрения в клиническую практику новые системы должны иметь более высокую специфичность, чувствительность, точность и эффективность, пишут они.
“Технология искусственного интеллекта нуждается в дальнейшей оптимизации, поскольку все еще существует аспект наличия большого количества ложноположительных результатов – выявленных поражений, но не обязательно аденом, которые могут превратиться в рак”, – сказал Азиз. “Это снижает эффективность колоноскопии и увеличивает время анестезии и седации. Кроме того, различные системы искусственного интеллекта имеют разную диагностическую эффективность, поскольку все зависит от изображений, которые были загружены в систему или от алгоритма”.
Глиссен Браун также указал на небольшое количество исследований на основе искусственного интеллекта, касающихся обнаружения поражения зубчатыми полипами. По его словам, в будущих исследованиях можно было бы выяснить, уменьшают ли компьютерные системы обнаружения (КСО) частоту пропусков и увеличивают частоту обнаружения сидячих зубчатых поражений, сидящих на поверхности кожи.
Для практических клинических целей Глиссен Браун подчеркнул потенциальную взаимодополняемость различных инструментов колоноскопии. Например, при совместном использовании ИИ и Endocuff могут еще больше повысить УВА и уменьшить количество пропущенных полипов благодаря различным механизмам, сказал он.
“В исследованиях устройств также важно выяснять соотношение затрат и преимуществ любого вмешательства или комбинации вмешательств”, – сказал он. “Я думаю, что с КСО это все еще то, что мы выясняем. Нам нужно будет найти новые способы сделать эти технологии доступными, тем более, что дискуссия о том, какие клинически значимые результаты мы рассматриваем, когда речь идет об ИИ, продолжает развиваться”.
Об источниках финансирования исследования не сообщается. Двое авторов получили грантовую поддержку или консультировали несколько фармацевтических компаний и производителей медицинского оборудования. Глиссен Браун не раскрыл никаких соответствующих финансовых отношений.
Опубликовано онлайн 28 ноября 2022 года.
Аннотация
Кэролин Крист – журналист в области здравоохранения и медицины, которая освещает последние исследования для Medscape, MDedge и WebMD.
