优化结肠镜检查质量及人工智能辅助结肠息肉检出系统诊断效能验证的系列研究

摘要

本文主要从以下几方面展开论述：　　第一部分 微信和短信提醒对肠道准备质量影响:一项内镜医师单盲随机对照试验　　研究目的:充分的肠道准备质量对于高质量的结肠镜检查至关重要。既往研究表明，加强患者告知可以提高患者的肠道准备质量和病变检出能力。然而，目前没有高质量的随机对照试验(RCT)比较微信与短信告知对于肠道准备质量的影响。本研究的目的是评估微信或短信告知能否提高患者结肠镜检查前的肠道准备质量，并比较二者之间的差异。　　研究方法:这是一项单中心前瞻性内镜医师单盲的随机对照试验。除所有患者均接受常规的肠道准备指导之外，强化告知组（包括微信或短信告知）患者在结肠镜检查前2天通过微信或短信收到额外肠道准备的提醒信息。主要观察指标是波士顿肠道准备评分(BBPS)。次要结果包括息肉检出率(PDR)，腺瘤检出率(ADR)和患者的平均腺瘤数。此外，患者主观感受和耐受水平进行了分析和比较。　　研究结果:与对照组相比，强化告知组BBPS以及充分的肠道准备质量(BBPS≥6)的比例更高（分别为微信组vs.对照组，P＜0.001;短信组vs.对照组，P＜0.001）。此外，微信组BBPS明显高于短信组，但是两种干预措施在充分肠道准备质量的比例上没有明显差异（分别为P=0.007; P=0.561）。干预组的进展期腺瘤检出率，平均腺瘤数，以及额外腺瘤检出率都明显高于对照组(分别为P=0.039; P=0.037; P=0.019)。　　研究结论:微信和短信告知都可以提高内镜医师对腺瘤的检出能力，微信告知比短信告知更能明显地提高肠道准备质量。ClinicalTrials.gov(注册号，NCT02832869)　　第二部分 左侧头低脚高位对结肠镜进镜的影响:一项双中心随机对照试验　　研究目的:结肠镜的进镜过程在技术上具有挑战性，特别是当经验不足的内镜医生插镜插镜通过乙状结肠时尤为困难和耗费时间，同时肠镜进镜也是肠镜检查时最疼痛的过程。探索性研究表明左侧或完全倾斜体位可以降低进镜难度与时间，但是目前尚未有正式的随机对照试验证明其确切价值。因此，我们进行了本研究以验证左侧头低脚高位(LTDP)相较于传统左侧水平位(LHP)在结肠镜进镜的价值。　　研究方法:这是一项在双中心开展的前瞻性随机对照试验。接受结肠镜检查的连续门诊患者被随机分配到LTDP组或LHP组进行结肠镜进镜。主要观察结果是盲肠插镜时间(CIT)。次要观察结果包括降结肠插镜时间(DIT)，插镜疼痛评分，患者对清醒肠镜的接受度，插镜困难评分和并发症发生率。　　研究结果:258名患者被随机分配到两个中心的试验组与对照组，其中LTDP组128人，LHP组130人。LTDP组患者的中位CIT和DIT明显低于LHP组患者(CIT:280.0 vs.339.5 s，P＜0.001; DIT:53.0 vs.69.0 s，P＜0.001)。与体重指数(BMI)正常的患者相比，BMI过高或过低的患者获益于LTDP更多。此外，LTDP组结肠镜插镜的疼痛程度更轻(3.4±1.6 vs.4.0±1.7，P=0.02)，插镜困难程度更低(3.1±1.9 vs.3.7±1.4，P＜0.001)，患者表现出对于清醒肠镜的更高接受度的趋势(82.9％ vs.73.8％，P=0.08)。两组间无任何不良事件和并发症发生。　　研究结论:LTDP用于结肠镜插镜可减少结肠镜的插镜时间和疼痛，并且可能有助于改善患者对清醒肠镜的接受度。ClinicalTrials.gov（注册号，NCT02842489）　　第三部分 基于深度学习的计算机辅助结肠息肉识别与定位系统的建立与临床验证　　研究目的:研究表明，基于深度学习的人工智能(AI)辅助诊断系统(ADS)能够实时识别结肠镜图像和视频中的结肠息肉，但ADS的实际诊断性能尚未在临床实践中得到充分验证。因此，我们利用大样本量的高质量标注的息肉数据集训练和测试了ADS，并在临床结肠镜中初步验证了ADS的诊断性能。　　研究方法:我们将标注好的数据集随机切分为两个集合分别来训练和测试ADS。通过在内镜中心建立ADS，我们在临床结肠镜检查中初步验证了ADS在不同临床环境下的实时诊断性能（敏感性，特异性，阳性预测值，阴性预测值和敏感度），并归纳了ADS出现假阳性和假阴性的原因。　　研究结果:在12419张图像测试中，ADS可以在30毫秒内检出和定位结直肠息肉，灵敏度为95.0％，特异度为99.1％，准确度为96.9％，受试者工作特征曲线下面积为0.972。在临床结肠镜的初步验证中，ADS检出和定位息肉的敏感性显著高于20位肠镜医师的平均水平(98.4％ vs.91.0％，P=0.03)。在ADS的辅助下，肠镜医师可以检测到更多的息肉和腺瘤（分别为0.90 vs.0.82，P＜0.001;0.32 vs.0.30，P＜0.05），特别对于＜5 mm息肉和无蒂息肉（分别为0.65 vs.0.57，P＜0.001;0.74 vs.0.67，P=0.001），但在肠道准备质量不充分和退镜时间不足的患者中，ADS的辅助效果不明显(分别为P=0.32; P=0.16)。　　研究结论:初步临床验证显示，ADS可敏感地检出和定位结肠息肉，辅助内镜医师发现更多息肉和腺瘤，并有助于降低内镜医师的息肉漏诊率。

目录

声明

摘要

英文缩略词表

第一部分微信和短信提醒对肠道准备质量的影响：一项内镜医师单盲随机对照试验

前言

材料和方法

研究结果

结论与讨论

第二部分左侧头低脚高位对结肠镜进镜的影响：一项双中心随机对照试验

前言

研究方法

研究结果

结论与讨论

第三部分基于深度学习的计算机辅助息肉识别与定位系统的建立与临床验证

前言

研究方法

研究结果

结论与讨论

参考文献

附录

综述

硕士攻读期间发表论文及科研工作

致谢