Искусственный интеллект в эндоскопии желудочно-кишечного тракта при воспалительных заболеваниях кишечника: систематический обзор и новые горизонты

Введение: С появлением искусственного интеллекта (ИИ) в клинических исследованиях эндоскопия просвета желудочно-кишечного тракта значительно продвинулась, особенно в выявлении и характеристике неопластических и преднеопластических поражений. В последнее время несколько исследований продемонстрировали потенциал эндоскопии с применением ИИ для обследования пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК). В настоящем систематическом обзоре представлены современные возможности и перспективы применения ИИ в эндоскопии при ВЗК.

Методы: Проведён систематический поиск в базах данных PubMed и Scopus по 2 декабря 2020 года включительно с использованием следующих поисковых терминов: artificial intelligence, machine learning, computer-aided, inflammatory bowel disease, ulcerative colitis (UC), Crohn's disease (CD). В обзор включали все исследования эндоскопии органов пищеварения у человека. Для каждой отобранной публикации выполняли качественный анализ и описательное обобщение в соответствии с методологией Joanna Briggs Institute и рекомендациями PRISMA.

Результаты: Из 398 выявленных публикаций в итоговый анализ включили 18. Две трети из них (12/18) были опубликованы в 2020 году, большинство представляли собой поперечные исследования (15/18). Значимого риска систематической ошибки на уровне отдельных исследований не выявлено, однако на данном раннем этапе нельзя исключить риск систематической ошибки публикаций. Одиннадцать публикаций были посвящены язвенному колиту, пять — болезни Крона, две — обоим заболеваниям. В большинстве исследований использовали архитектуры свёрточных нейронных сетей, случайного леса и глубоких нейронных сетей. Основное внимание уделялось анализу записей капсульной эндоскопии при болезни Крона (5 исследований) и оценке активности воспаления слизистой оболочки при язвенном колите с помощью ИИ (10 исследований) для автоматизированного эндоскопического подсчёта баллов или прогнозирования гистологической активности заболевания в режиме реального времени.

Обсуждение: Эндоскопия при ВЗК с применением ИИ представляет собой быстро развивающееся направление исследований, демонстрирующее многообещающие технические результаты и дополнительные преимущества при оценке в экспериментальных клинических условиях. Проводимые исследования с внешней валидацией на крупных проспективных выборках в условиях реальной клинической практики помогут подтвердить дополнительную ценность ИИ для оценки активности воспаления слизистой оболочки при язвенном колите и анализа данных капсульной эндоскопии при болезни Крона.

Резюме для неспециалистов: Искусственный интеллект — перспективная технология для многих областей медицины. В последние годы эндоскопия с применением ИИ вошла в ряд исследовательских направлений, включая эндоскопию при воспалительных заболеваниях кишечника, где появились многообещающие возможности, способные изменить клиническую практику и эндоскопию органов пищеварения. Мы выполнили первый систематический обзор применения ИИ в области воспалительных заболеваний кишечника и эндоскопии. Формальный отбор и анализ публикаций позволил оценить 18 исследований. Большинство из них (12/18) были опубликованы в 2020 году и представляли собой поперечные исследования (15/18). Значимых систематических ошибок не выявлено. Во всех исследованиях получены положительные результаты при оценке изучавшейся новой технологии, поэтому на данном раннем этапе нельзя исключить риск систематической ошибки публикаций. Одиннадцать публикаций были посвящены язвенному колиту, пять — болезни Крона, две — обоим заболеваниям. Основное внимание уделялось анализу капсульной эндоскопии у пациентов с болезнью Крона (5 исследований) и оценке активности воспаления слизистой оболочки у пациентов с язвенным колитом с помощью ИИ (10 исследований) для автоматизированного эндоскопического подсчёта баллов и прогнозирования гистологической активности заболевания в режиме реального времени. Мы установили, что эндоскопия при ВЗК с применением ИИ представляет собой быстро растущее направление исследований. Во всех исследованиях продемонстрированы многообещающие технические результаты. В экспериментальных клинических условиях эндоскопия с применением ИИ потенциально могла улучшить ведение пациентов с ВЗК. Для подтверждения дополнительной ценности эндоскопии при ВЗК с применением ИИ в оценке активности воспаления слизистой оболочки при язвенном колите и анализе капсульной эндоскопии при болезни Крона необходимы данные, полученные в условиях реальной клинической практики.</Аннотация посвящена применению искусственного интеллекта при эндоскопии воспалительных заболеваний кишечника