基于电磁定位的结肠镜坐标数据库构建与临床应用:哥本哈根结肠镜坐标数据库

【字体: 时间:2025年07月11日 来源:Scientific Data 5.8

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  本研究为解决结肠镜检查中腺瘤检出率(ADR)差异大(8.2%-68.1%)和操作标准化缺失的问题,开发了首个包含1400例临床和100例模拟结肠镜电磁坐标的开放数据库。通过磁内镜成像(MEI)系统记录ScopeGuide?三维坐标,结合时间戳建立结肠路径图谱,验证了结肠镜回撤评分(CoRS)与ADR的相关性,为AI辅助诊断(CAQ/CADe)系统开发提供基准数据集。

  

结直肠癌(CRC)是全球第三大癌症死因,2018年确诊130万例。虽然结肠镜检查能有效发现癌前病变,但不同内镜医师的腺瘤检出率(ADR)差异惊人(8.2%-68.1%),导致26%的腺瘤漏诊。更棘手的是,目前缺乏客观评估结肠镜操作质量的技术标准,传统依赖主观经验判断的方式难以实现标准化培训和质量控制。

哥本哈根大学医院模拟医学教育中心(CAMES, Rigshospitalet)的Kristoffer Mazanti Cold团队在《Scientific Data》发表突破性研究,通过磁内镜成像(MEI)系统采集1500例结肠镜的电磁坐标数据,创建了全球首个结肠镜运动轨迹数据库。该研究证实,基于坐标分析的结肠镜回撤评分(CoRS)与ADR显著相关,而结肠镜推进评分(CoPS)能预测患者疼痛程度,为AI辅助诊疗系统开发提供了关键基准数据集。

研究采用Olympus CFH180DL结肠镜搭配ScopeGuide? UPD-3系统,通过定制Python脚本记录三维坐标。临床数据来自丹麦首都区3家医院的1400例筛查病例(CDS1/CDS2)和100例京都结肠模型模拟操作(SDS)。采用移动平均滤波和三次样条插值处理原始数据,空间分辨率达1.76坐标单位/mm,时间误差控制在60秒内。

数据记录

• SDS数据集包含5名专家在模拟器上的完整操作路径


• CDS1验证了操作时间与ADR的关系,CDS2通过RCT记录了364次息肉事件和836次切除操作
• 所有数据以CSV格式存储,包含XYZ坐标和27类事件标签(表2)

技术验证

• 坐标平滑处理使轨迹偏差降至1.1mm(图6)
• 时间稳定性测试显示95%数据点波动<0.9坐标单位(图8)
• 模拟操作重现了专家特有的"α螺旋"解旋手法

该数据库首次实现结肠镜检查的全程数字化追踪,其核心价值体现在三方面:

  1. 为计算机辅助质量评估(CAQ)系统提供训练数据,如自动警示过快回撤
  2. 通过热图分析
    优化黏膜检查覆盖率
  3. 建立客观评估体系,减少ADR差异导致的 PCCRC(结肠镜后结直肠癌)风险

研究团队特别指出,虽然数据经过插值处理保护了传感器配置专利,但完全保留临床相关特征。这种平衡学术开放与商业机密的做法,为医疗设备数据共享树立了新范式。随着AI在结肠镜CADe领域的快速应用,该数据库将成为开发下一代智能诊疗系统的重要基石。

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