Разработка и валидация модели искусственного интеллекта для просмотра видеозаписей капсульной эндоскопии тонкой кишки

Значимость: Просмотр видеозаписей капсульной эндоскопии тонкой кишки представляет собой трудоёмкую задачу для врачей, поэтому необходим новый метод её решения.

Цель: Разработать и оценить эффективность алгоритма на основе свёрточной нейронной сети для просмотра видеозаписей капсульной эндоскопии тонкой кишки в реальной клинической практике.

Дизайн, место проведения и участники: В этом многоцентровом ретроспективном диагностическом исследовании для просмотра видеозаписей капсульной эндоскопии тонкой кишки была обучена и валидирована нейронная сеть глубокого обучения SmartScan. Для обучения SmartScan выявлению 17 типов находок, классифицируемых согласно структурированной терминологии капсульной эндоскопии (CEST), с 1 января 2019 года по 30 июня 2020 года использовали 2927 исследований, проведённых в 29 медицинских центрах. Впоследствии SmartScan валидировали при стандартном просмотре (CR) и просмотре с помощью SmartScan (SSAR) 2898 исследований, собранных в 22 медицинских центрах. Анализ данных проводили с 25 января по 31 декабря 2021 года.

Исследуемый метод: Инструмент на основе искусственного интеллекта для интерпретации клинических изображений, полученных при капсульной эндоскопии тонкой кишки.

Основные оцениваемые исходы и показатели: Сравнивали частоту выявления и эффективность выявления находок, классифицируемых согласно CEST, при просмотре с помощью SmartScan и стандартном просмотре.

Результаты: В общей сложности ретроспективно собрали данные о 5825 исследованиях капсульной эндоскопии тонкой кишки; в этап валидации включили 2898 исследований (1765 мужчин [60,9%]; средний возраст [стандартное отклонение] — 49,8 [15,5] года). Из 6084 находок в тонкой кишке, классифицированных согласно CEST, при просмотре с помощью SmartScan выявили 5834 (95,9%; 95% ДИ 95,4–96,4%), что было значительно больше, чем при стандартном просмотре — 4630 (76,1%; 95% ДИ 75,0–77,2%). При просмотре с помощью SmartScan частота выявления находок, классифицированных согласно CEST, в расчёте на пациента была выше и составила 79,3% (2298 из 2898), тогда как при стандартном просмотре она составила 70,7% (2048 из 2298; 95% ДИ 69,0–72,3%). При использовании SmartScan среднее число изображений, требовавших просмотра на одну видеозапись капсульной эндоскопии, снизилось до 779,2 (337,2) по сравнению с 27 910,8 (12 882,9) при стандартном просмотре; среднее снижение составило 96,1% (4,3%). Средняя продолжительность просмотра с помощью SmartScan сократилась до 5,4 (1,5) минуты по сравнению с 51,4 (11,6) минуты при стандартном просмотре; среднее снижение составило 89,3% (3,1%).

Выводы и значимость: Результаты этого исследования свидетельствуют о том, что алгоритм на основе свёрточной нейронной сети связан с повышением частоты выявления находок при капсульной эндоскопии тонкой кишки и сокращением времени просмотра видеозаписей.