综述:人工智能增强型胶囊内窥镜在临床实践中的整合:市场可用工具的临床实践综述

【字体: 时间:2025年06月10日 来源:Digestive Diseases and Sciences 2.5

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  这篇综述系统评估了AI(人工智能)在胶囊内窥镜(CE)中的应用进展,重点分析了商业化AI-CE系统在小肠评估中的诊断性能、临床优势及局限性,探讨了标准化、数据质量和验证等关键挑战,并展望了未来通过算法优化和同质化框架提升检测率的方向。

  

人工智能与胶囊内窥镜的变革性融合

Abstract
人工智能(AI)与胶囊内窥镜(CE)的结合正通过提升病变检测效率和优化阅片流程,彻底改变胃肠道诊断模式。本文聚焦商业化AI-CE系统在小肠评估中的临床应用,分析其诊断性能、实践价值及现存挑战,并指出未来需通过算法标准化和临床验证实现更广泛普及。

Introduction
作为现代消化内镜的重要工具,CE依赖软件驱动的图像处理技术,天然适合AI整合。其两大核心适应症——可疑小肠出血(SSBB)和克罗恩病(CD)的诊断,均面临阅片时间长(30-60分钟)和专业培训需求高的痛点。AI的介入有望通过计算机辅助检测(CADe)和诊断(CADx)系统突破这些瓶颈。

Artificial Intelligence: Role in Endoscopy
AI模型已从早期基于手工特征的支持向量机(SVM)发展为可自主提取特征的卷积神经网络(CNN)。欧洲胃肠内镜学会(ESGE)强调,AI系统性能至少需与资深内镜医师相当,且需显著缩短视频分析时间。最新视觉变换器(ViT)架构通过全局视频分析能力,进一步提升了病灶关联识别的准确性。

临床适应症与硬件进展
当前主流CE设备包括小肠胶囊(SBCE)和结肠胶囊(CCE)。SBCE主要用于SSBB、CD等小肠病变评估,而CCE则作为传统结肠镜的替代选择。新兴的PillCam?克罗恩胶囊(PCC)通过双摄像头设计实现全肠道(PCE)一次性评估,其内置路易斯评分(LS)和Eliakim评分系统为炎症活动度量化提供便利。

商业化AI-CE系统性能对比

  • PillCam? SB3:TOP100工具基于传统机器学习,对血管病变灵敏度达95.5%,但炎症病变识别较弱
  • OMOM? HD:采用CNN的SmartScan系统实现98.1%的病灶检出率,阅片时间从29.7分钟压缩至2.3分钟
  • Navicam? ProScan:前瞻性研究显示其诊断率提升11.3%,但对高位P2病变优势不显著

SSBB诊断中的AI表现
多中心试验证实,AI辅助阅片平均节省70%时间(如ProScan从33.7分钟降至3.8分钟)。但阴性预测值不足(TOP100仅77.14%)和6.6%的漏诊率提示其尚不能完全替代人工复核。值得注意的是,肠道准备质量显著影响AI表现——在优秀清洁度下算法准确性可达95%,而欠佳时性能骤降。

克罗恩病评估的突破与局限
CNN模型在CD溃疡识别中展现98.6%的灵敏度,但对病变范围的跨节段评估仍是难点。实验性PCC系统通过自动评分框架与CECDAI指数强相关(r=0.707),但临床推广仍需更多验证。

未来挑战与创新方向
硬件方面,自推进式SoftSCREEN胶囊和实时边缘AI处理技术将实现主动导航与即时分析。算法层面,需建立符合国际术语共识的标注数据集(如Kvasir-Capsule),并解决"黑箱"决策的伦理问题。英国标准BS30440和ESTRO-AAPM指南为医疗AI验证提供了初步框架,但胃肠领域专用标准仍有待完善。

Conclusions
现有AI-CE系统主要作为分诊工具优化工作流程,其临床价值需通过改善患者预后(如再出血率、CD管理)来最终验证。随着ViT架构和远程诊疗整合,下一代系统有望实现从辅助诊断到自主决策的跨越。

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