人工智能在炎症性肠病内镜、放射学与组织学诊断中的突破性进展与挑战

【字体: 时间:2025年08月13日 来源:Journal of Crohn's and Colitis 8.3

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  欧洲克罗恩病和结肠炎组织(ECCO)第9届科学研讨会聚焦人工智能(AI)在炎症性肠病(IBD)诊断领域的应用。研究人员系统回顾了2019-2024年间113项研究,证实AI在 endoscopic disease activity assessment、histological remission prediction 和 radiomics-based fibrosis detection 等方面表现优异,其开发的PICaSSO评分系统和Red Density算法显著提升了UC患者预后预测准确性。这项发表于《Journal of Crohn's and Colitis》的共识声明为IBD精准诊疗提供了AI技术路线图。

  

在炎症性肠病(IBD)诊疗领域,医生们长期面临三大"视觉困境":内镜下细微炎症的判读存在主观差异,放射影像中复杂病变的识别依赖经验,组织切片里隐匿的病理特征难以量化。这种"视觉不确定性"直接影响了疾病活动度评估、治疗方案选择和预后判断的准确性。随着IBD患者全球突破680万,传统诊断模式已难以满足临床需求。

瑞士伯尔尼大学组织医学与病理学研究所(Institute of Tissue Medicine and Pathology, University of Bern)的Aart Mookhoek团队联合欧洲18个医疗中心,通过系统分析53项内镜研究、35项放射学和23项组织学AI应用研究,首次全面评估了AI在IBD多模态诊断中的价值。这项发表在《Journal of Crohn's and Colitis》的共识研究揭示:当深度学习遇到肠道影像,或将重塑IBD的诊疗范式。

研究团队采用PRISMA指南进行系统文献分析,建立三个独立检索策略分别覆盖内镜、放射和组织学领域。关键技术包括:1)使用卷积神经网络(CNN)分析>40,000张内镜图像构建MES/UCEIS自动评分系统;2)开发放射组学模型提取1,130个CTE特征预测纤维化;3)应用全切片图像(WSI)分析实现组织学评分自动化。所有数据严格分为训练集、验证集和测试集以确保模型可靠性。

【内镜领域突破】

AI系统在区分MES 0-1与2-3时达到AUC 0.97,与专家一致性相当(k=0.84)。Takenaka团队开发的视频分析系统预测组织学缓解的灵敏度达92%。更具革新性的是Stidham提出的累积疾病评分(CDS),通过全结肠炎症热图量化,比传统分段评分更敏感监测治疗反应。对于克罗恩病,胶囊内镜AI模型识别小肠溃疡的灵敏度>90%,严格分级准确率达91%。

【放射学创新】

Zhou等开发的脂肪组织放射组学模型区分CD与UC的AUC达0.77。Carter团队的肠道超声CNN模型检测肠壁增厚的AUC为0.97。最引人注目的是Li等的研究:基于CTE的纤维化预测模型(AUC 0.88)显著优于放射科医生(AUC 0.55-0.59)。肠蠕动定量分析显示,AI参数与Harvey-Bradshaw指数显著相关(p<0.01)。

【组织学进展】

Gui等开发的PICaSSO组织学缓解指数(PHRI)算法预测临床复发的HR达2.24。Kiyokawa团队通过脂肪细胞形态AI分析预测CD术后复发,准确率97%。值得注意的是,Peyrin-Biroulet证实AI评估Nancy指数的表现与胃肠病理专家相当(k=0.91)。

这项研究确立了AI在IBD多模态诊断中的三大价值:1)突破人类视觉局限,Red Density算法发现肉眼不可见的红斑分布模式与组织学(r=0.62)和预后显著相关;2)统一评估标准,内镜AI将MES评分者间差异从31%降至<10%;3)揭示新生物标志物,如脂肪细胞形态学特征。但作者也指出数据集异质性、回顾性设计等限制因素,强调需要遵循CONSORT-AI指南提升研究质量。

随着PICaSSO评分和CDS等系统进入临床验证阶段,IBD诊疗正迈向"数字病理"新时代。这项研究不仅为AI临床应用建立技术规范,更启示未来发展方向:通过整合endo-histo-omics多组学数据,构建更精准的个体化治疗预测模型。当算法学会"阅读"肠道影像时,或许将重新定义我们理解IBD的方式。

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