Колоноскопія: Використання технологій штучного інтелекту (ШІ) для поліпшення діагностики та виявлення аденоми
Автор: Каролін Кріст
19 грудня 2022 року
Згідно з новим звітом, колоноскопія зі штучним інтелектом (ШІ) демонструє значно кращі показники виявлення аденоми, ніж більшість інших ендоскопічних втручань.
Дослідники за допомогою систематичного огляду та метааналізу виявили, що інструменти на основі штучного інтелекту перевершують інші методи, призначені для підвищення рівня виявлення аденоми, в тому числі пристрої з дистальним кріпленням, хромоендоскопію на основі барвників/віртуальну хромоендоскопію, методики на водній основі та пристрої з балонами.
Доктор Мухаммад Азіз
“РВА (рівень виявлення аденоми) є дуже важливим показником якості. Чим вищий РВА, тим менша ймовірність виникнення інтервального раку”, – розповів для Medscape Medical News перший автор дослідження Мухаммад Азіз, доктор медичних наук, співголова гастроентерологічного відділення Університету Толедо. Інтервальний рак відноситься до колоректального раку, який діагностується протягом 5 років після того, як пацієнт отримав негативний результат колоноскопії.
“Було здійснено численні спроби втручань і проведено дослідження, щоб побачити вплив на РВА, – сказав він. “Новачок на ринку – колоноскопія зі штучним інтелектом – змінює правила гри. Я знав, що ШІ впливає на поліпшення РВА, але я не знав, що він буде найкращим”.
Дослідження було опубліковане онлайн в Journal of Clinical Gastroenterology.
Аналіз показників виявлення
Чинні настанови встановлюють контрольний показник РВА на рівні 25% в цілому, 30% для чоловіків і 20% для жінок, які проходять скринінгову колоноскопію. Кожне збільшення РВА на 1% призводить до зниження захворюваності на колоректальний рак на 3%, пишуть Азіз та його співавтори.
Кілька методів можуть покращити РВА порівняно зі стандартною колоноскопією. Методи комп’ютерного виявлення та штучного інтелекту, які з’явилися в останні роки, попереджають ендоскопіста про потенційні ураження в режимі реального часу за допомогою візуальних сигналів.
Прямих порівняльних досліджень не проводилося, тому, щоб зробити непряме порівняння, Азіз і його колеги провели систематичний огляд і мережевий мета-аналіз 94 рандомізованих контрольованих досліджень, які включали 61 172 пацієнтів і 20 різних дослідницьких втручань.
Дослідницька група оцінила вплив ШІ порівняно з іншими ендоскопічними методами, використовуючи відносний ризик для пропорційних результатів і середню різницю для безперервних результатів. Близько 63% колоноскопій було проведено з метою скринінгу та спостереження, а 37% – з діагностичною метою. Ефективність оцінювали за допомогою P-score (ймовірність того, що це найкращий метод лікування).
Загалом, ШІ мав найвищий показник P-score (0,96), що свідчить про найкращу модальність серед усіх втручань для покращення РВА, пишуть автори дослідження. Аналіз чутливості з використанням моделі з фіксованими ефектами суттєво не змінив міру ефекту. Мережевий мета-аналіз показав достовірно вищу РВА для ШІ порівняно з автофлуоресцентною візуалізацією (відносний ризик [ВР], 1,33), хромоендоскопією з барвником (ВР, 1,22), Endocap (ВР, 1,32), Endocuff (ВР, 1,19), Endocuff Vision (ВР, 1,26), EndoRings (ВР, 1. 30), гнучке спектральне підсилення кольору зображення (ВР, 1.26), ендоскопія повного спектру (ВР, 1.40), колоноскопія високої чіткості (HD) (ВР, 1.41), пов’язана кольорова візуалізація (1.21), вузькосмугова візуалізація (ВР, 1.33), водообмін (ВР, 1.22), та водне занурення (ВР, 1.47).
Серед 34 досліджень колоноскопій лише з метою скринінгу або спостереження, РВА значно покращився для пов’язаної кольорової візуалізації (ВР, 1,18), I-Scan з контрастуванням і покращенням поверхні (ВР, 1,25), Endocuff (ВР, 1,20), Endocuff Vision (ВР, 1,13), а також водообміну (ВР, 1,24) порівняно з колоноскопією з високою роздільною здатністю (HD). Лише одне дослідження з ШІ було включено до цього аналізу, оскільки в інших було значно більше пацієнтів, яким колоноскопію проводили за діагностичними показаннями. У цьому випадку ШІ не покращував РВА порівняно з колоноскопією високої роздільної здатності (ВР, 1,44).
Крім того, було відзначено значно кращий показник виявлення поліпів (ПВП) при застосуванні ШІ порівняно з автофлуоресцентною візуалізацією (ВР, 1,28), Endocap (ВР, 1,18), Endocuff Vision (ВР, 1,21), EndoRings (ВР, 1. 30), гнучке спектральне підсилення кольору зображення (ВР, 1,21), ендоскопія повного спектру (ВР, 1,39), колоноскопія високої чіткості (ВР, 1,34), пов’язана кольорова візуалізація (Вр, 1,19) та вузькосмугова візуалізація (ВР, 1,21). Знову ж таки, ШІ мав найвищий P-score (ВР, 0,93).
Серед 17 досліджень колоноскопії для скринінгу та спостереження лише одне дослідження з використанням ШІ було включено для оцінки ПВП. Значно вищий показник ПВП був відзначений для ШІ порівняно з колоноскопією з високою роздільною здатністю (ВР, 1,33). Жодне з інших втручань не покращило ПВП порівняно з колоноскопією високої чіткості. Відсутність переваг ШІ для зубчастих поліпів
Двадцять три дослідження оцінювали виявлення зубчастих поліпів, у тому числі три дослідження ШІ. ШІ не покращив частоту виявлення зубчастих поліпів (ЧВЗП) порівняно з іншими втручаннями. Однак кілька методів покращили ЧВЗП: G-EYE порівняно з ендоскопією повного спектру (ВР 3,93), пов’язана кольорова візуалізація порівняно з ендоскопією повного спектру (ВР 1,88) і колоноскопією високої роздільної здатності (ВР 1,71), а також Endocuff Vision порівняно з колоноскопією високої роздільної здатності (ВР 1,36). G-EYE мав найвищий показник P-score (0,93).
Автори відзначають, що ШІ значно покращив виявлення аденом на одну колоноскопію в порівнянні з ендоскопією повного спектру (середня різниця [СР], 0,38), колоноскопією високої чіткості (СР, 0,18) і вузькосмуговою візуалізацією (СР, 0,13). Однак кількість аденом, виявлених на одну колоноскопію, була значно нижчою при застосуванні ШІ порівняно з Endocap (-0,13). Endocap мав найвищий показник P-score (0,92).
Доктор Джеремі Гліссен Браун
“Сильними сторонами цього дослідження є широкий спектр включених ендоскопічних доповнень, кількість включених випробувань і деталізація деяких звітних даних”, – сказав Джеремі Гліссен Браун, доктор медичних наук, гастроентеролог і доцент медицини в Університеті Дьюка, в інтерв’ю для Medscape Medical News.
Гліссен Браун, який не брав участі в цьому дослідженні, вивчає засоби штучного інтелекту для виявлення поліпів. Він та його колеги виявили, що ШІ зменшує кількість пропущених аденом і збільшує кількість аденом, виявлених з першого разу за колоноскопію.
“Обмеження включають значну неоднорідність багатьох порівнянь, а також високий ризик упередженості, оскільки технічно складно досягти ” сліпого” спостереження за учасниками на основі комп’ютерезованих систем виявлення (КСВ) , на яких ґрунтувався цей аналіз”, – сказав він.
Додаткові аспекти
Азіз і його колеги відзначають необхідність додаткових досліджень у сфері діагностики на основі ШІ, зокрема, для скринінгу та спостереження. Для широкого впровадження в клінічну практику нові системи повинні мати вищу специфічність, чутливість, точність і ефективність, пишуть вони.
“Технологія штучного інтелекту потребує подальшої оптимізації, оскільки все ще існує аспект наявності великої кількості хибнопозитивних результатів – виявлених уражень, але не обов’язково аденом, які можуть перетворитися на рак”, – сказав Азіз. “Це знижує ефективність колоноскопії та збільшує час анестезії та седації. Крім того, різні системи штучного інтелекту мають різну діагностичну ефективність, оскільки все залежить від зображень, які були завантажені в систему або від алгоритму”.
Гліссен Браун також вказав на невелику кількість досліджень на основі штучного інтелекту, що стосуються виявлення ураження зубчастими поліпами. За його словами, в майбутніх дослідженнях можна було б з’ясувати, чи зменшують комп’ютерні системи виявлення (КСВ) частоту пропусків і збільшують частоту виявлення сидячих зубчастих уражень, що сидять на поверхні шкіри.
Для практичних клінічних цілей Гліссен Браун підкреслив потенційну взаємодоповнюваність різних інструментів колоноскопії. Наприклад, при спільному використанні ШІ та Endocuff можуть ще більше підвищити РВА і зменшити кількість пропущених поліпів завдяки різним механізмам, сказав він.
“У дослідженнях пристроїв також важливо з’ясовувати співвідношення витрат і переваг будь-якого втручання або комбінації втручань”, – сказав він. “Я думаю, що з КСВ це все ще те, що ми з’ясовуємо. Нам потрібно буде знайти нові способи зробити ці технології доступними, тим більше, що дискусія про те, які клінічно значущі результати ми розглядаємо, коли мова йде про ШІ, продовжує розвиватися”.
Про джерела фінансування дослідження не повідомляється. Двоє авторів отримали грантову підтримку або консультували кілька фармацевтичних компаній і виробників медичного обладнання. Гліссен Браун не розкрив жодних відповідних фінансових відносин.
Опубліковано онлайн 28 листопада 2022 року.
Анотація
Керолін Кріст – журналіст у галузі охорони здоров’я та медицини, яка висвітлює останні дослідження для Medscape, MDedge та WebMD.
