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突破传统:随机对照试验揭示自主AI在结直肠息肉诊断中的效果

2024-07-16科技

【CMT&CHTV 文献精粹】

导语:在医疗领域,人工智能(AI)正以其独特的方式重塑着传统的诊断流程。本文分享了一项随机对照研究,深入探讨了AI在结直肠息肉诊断中的应用,比较了自主AI系统与AI辅助人类(AI-H)在光学诊断结直肠息肉方面的诊断能力。这项研究不仅为AI在消化道疾病诊断中的应用提供了实证基础,也为我们揭示了未来医疗诊断的发展方向。

在精准医疗快速发展的今天,结直肠息肉的早期诊断成为预防结直肠癌的关键环节。传统的结直肠息肉诊断依赖于组织病理学检查,尽管该方法诊断准确,但耗时和成本高昂的特点限制了其在大规模筛查中的应用。随着人工智能(AI)技术的发展,AI辅助的光学诊断系统(CADx)已经逐渐显露出在结直肠息肉诊断中的潜力。

2024年7月 Gastroenterology 杂志上发表了一项随机对照研究—— Autonomous Artificial Intelligence vs Artificial Intelligence-Assisted Human Optical Diagnosis of Colorectal Polyps: A Randomized Controlled Trial 。这项研究通过随机对照试验系统地比较了完全自主的人工智能诊断系统(自主AI)与AI辅助人类(AI-H)在光学诊断结直肠息肉中的效果。

研究方法

本研究是一项随机对照试验,旨在比较自主AI与AI-H在光学诊断结直肠息肉方面的效果。研究在加拿大蒙特利尔大学医院进行,共纳入467名接受选择性结肠镜检查的患者。患者随机分为两组:一组采用自主AI进行小息肉的光学诊断,无需人类参与(238名患者,158个息肉);另一组由内镜医师在看到实时CADx诊断后进行小息肉的光学诊断(229名患者,179个息肉)。研究以病理学检查结果作为「金标准」来评估两组诊断的准确性。

研究结果

诊断的准确性比较

研究结果显示,自主AI组诊断的准确性为77.2%,与AI-H组的72.1%相比,差异无统计学意义( P =0 .86)。这一结果表明,在没有人类干预的情况下,自主AI能够独立完成对结直肠小息肉的诊断,并且其诊断的准确性与有内镜医师参与的准确性相当。

高精度诊断的准确性比较

进一步分析高精度诊断的情况,自主AI组高精度诊断的准确性为77.2%,而AI-H组的为75.5%。尽管两组高精度诊断的准确性均未超过80%,但两组相当,这进一步证实了自主AI在高精度情况下的诊断能力。

诊断特征分析

在对腺瘤的诊断特征进行分析时,自主AI组的灵敏度为84.8%,特异度为64.4%,阳性预测值为85.6%,阴性预测值为63.0%。相比之下,AI-H组的灵敏度为83.6%,特异度为63.8%,阳性预测值为78.6%,阴性预测值为71.0%。这些数据表明,自主AI组在诊断腺瘤方面与AI-H组具有相似的灵敏度和特异度,但在阳性预测值上略高,这意味着其诊断结果为「假阳性」的概率更低。

对不同部位结直肠息肉诊断特征进行亚组分析,结果显示,自主AI在诊断直肠和乙状结肠部位的息肉时,其灵敏度为80.0%、特异度为73.1%,而AI-H组的灵敏度为100.0%、特异度为71.4%。这表明在特定区域的息肉诊断上,自主AI仍有提升空间。

监测间隔的一致性

在与基于病理诊断的监测间隔的一致性方面,自主AI组以91.5%的高比例显著优于AI-H组的82.1%( P =0.016)。这一结果尤为重要,因为其直接关系到患者后续的监测和管理计划。基于自主AI的监测间隔与基于病理学诊断的监测间隔的高一致性表明,其能够为患者提供更为精确的后续监测指导。

总结

相较于其他研究,本文的价值在于其首次评估了AI在没有人类干预的情况下进行自主诊断的性能,并且证明了自主AI在准确性和监测间隔的一致性方面与AI-H组相当,甚至更优。这一发现不仅推动了AI在结直肠息肉诊断领域的应用,也为未来的研究和临床实践提供了新的方向。随着技术的不断进步和优化,我们有理由相信,AI将在结直肠癌的早期诊断和预防中发挥越来越重要的作用。

参考文献

Djinbachian R,Haumesser C,Taghiakbari M,et al. Autonomous artificial intelligence vs artificial intelligence-assisted human optical diagnosis of colorectal polyps: a randomized controlled trial[J]. Gastroenterology,2024,167(2):392-399.e2. DOI: 10.1053/j.gastro.2024.01.044.

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