使用新型细导管输送系统在EUS引导下为恶性肝门胆道梗阻患者放置桥接支架:两例病例报告(附视频)

《Endoscopic Ultrasound》:EUS-guided bridging stent placement using a new slim-delivery system for malignant hilar biliary obstruction: Two case reports (with video)

【字体: 时间:2025年10月04日 来源:Endoscopic Ultrasound 5.4

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  GISTs风险分层研究基于EUS-E图像开发AI系统,通过深度学习自动分割肿瘤并提取弹性值EUS-E-AI,有效区分低/高风险组(AUC 0.940),验证其作为客观评估工具的临床价值。

  这项研究聚焦于一种新型的非侵入性方法,用于评估胃肠道间质瘤(GISTs)的恶性潜能,并将其应用于术前风险分层。GISTs是消化系统中最常见的间叶源性肿瘤之一,其发病率约为每年每百万人口4至20例。这些肿瘤通常起源于间质细胞或其前体,可出现在胃肠道的任何部位,其中约有50%至60%位于胃部。由于GISTs的生物学行为复杂,从偶然发现的小肿瘤到高度侵袭性的肉瘤,其恶性潜能存在显著差异。因此,术前准确的风险分层对于临床决策和患者预后评估至关重要。

目前,GISTs的风险分层主要依赖于国家卫生研究院(NIH)共识分类系统,该系统根据肿瘤大小、分裂计数等参数将肿瘤分为四个风险等级:高风险、中等风险、低风险和极低风险。然而,术前获取的样本通常通过内镜超声引导下的细针穿刺活检(EUS-FNA/B)或计算机断层扫描(CT)引导下的经皮方法进行,这些方法受限于肿瘤异质性和活检标本本身的局限性,可能无法全面反映肿瘤的整体特性。此外,由于GISTs通常质地较脆,活检过程可能引发出血、破裂或腹腔内播散等并发症。因此,开发一种非侵入性、可重复且准确的术前风险评估方法具有重要的临床价值。

内镜超声弹性成像(EUS-E)作为一种评估组织硬度的技术,已被广泛应用于GISTs的鉴别诊断。EUS-E通过手动压缩产生的组织变形来可视化相对硬度,其图像叠加在传统的B模式图像上,形成颜色图谱,软组织在红色区域,硬组织在蓝色区域,有助于区分良性和恶性病变。然而,现有的EUS-E解释方法仍然高度依赖操作者的主观判断,尤其是在确定感兴趣区域(ROI)和评估弹性值时,这可能影响诊断的准确性。因此,研究者们迫切需要一种更客观、准确的方法来评估病变的弹性特征,从而提高GISTs风险分层的可靠性。

为了应对这一挑战,本研究开发了一种基于人工智能(AI)的系统,用于通过EUS-E实现GISTs的识别和风险分层。该系统首先收集了189名接受EUS-E检查的SMT(黏膜下肿瘤)患者的数据,其中110例为GISTs。研究人员利用这些数据构建了分类和分割模型,用于区分GISTs和其他类型的SMT,并自动分割GISTs的病变区域。通过对EUS-E图像中颜色特征的分析,系统提取了病变区域的弹性值(EUS-E-AI),从而实现对恶性潜能的评估。

研究结果表明,分类模型的准确率达到95.8%,分割模型的Dice系数为0.967,显示出较高的诊断性能。进一步的分析发现,低风险恶性潜能组的EUS-E-AI值(中位数为0.268,四分位距为0.243–0.333)显著高于高风险恶性潜能组(中位数为0.186,四分位距为0.176–0.199,P < 0.001)。通过受试者工作特征(ROC)曲线分析,研究人员确定了EUS-E-AI的最优截断值为0.224,该值在区分低风险与高风险组时的准确率为92.6%(95%置信区间为89.1–96.1)。值得注意的是,这一结果在直径小于2厘米的小GISTs中也得到了验证,表明该方法适用于不同大小的GISTs进行风险分层。

研究还对GISTs的亚组进行了分析,特别是在直径小于2厘米的病变中。结果显示,即使在这些小肿瘤中,EUS-E-AI的截断值0.224仍然能够有效区分低风险和高风险组,其准确率为80.65%(95%置信区间为66.5–94.8)。这一发现表明,EUS-E-AI不仅可以用于大肿瘤的评估,还可以在小肿瘤的术前风险分层中发挥重要作用。对于直径接近2厘米的GISTs,由于当前临床指南在处理这类病变时存在不确定性,EUS-E-AI的引入可能有助于更精准的治疗决策,如选择观察或局部切除。

此外,研究还探讨了EUS-E-AI与其他临床参数之间的相关性。通过斯皮尔曼相关性分析,研究人员发现EUS-E-AI与GISTs的NIH风险分类之间存在显著负相关(相关系数为?0.619,P < 0.001),并且与分裂计数也存在一定的相关性(相关系数为?0.197,P = 0.072)。这些结果表明,EUS-E-AI不仅能够反映肿瘤的硬度,还能间接反映其恶性潜能。在多变量分析中,病变大小超过2厘米和EUS-E-AI值低于0.224均被确认为高风险恶性潜能的显著预测因素,其比值比分别为10.331(95%置信区间为2.134–50.020)和37.035(95%置信区间为8.736–156.999),进一步验证了该指标在风险分层中的有效性。

研究还指出,传统的EUS-E方法在实际应用中存在一定的局限性,主要体现在操作者的主观性上。例如,EUS-E的弹性评估通常需要手动选择ROI,而这一过程容易受到操作者经验的影响,导致结果的不一致性。此外,参考区域的选择也会影响测量的准确性,因为参考区域的大小和位置可能与病变区域存在差异。这些因素限制了EUS-E在GISTs风险分层中的广泛应用。相比之下,基于AI的系统通过自动提取病变区域的弹性值,有效减少了人为误差,提高了诊断的客观性和可重复性。

该研究的创新之处在于,通过深度学习模型实现了对GISTs的自动识别和分割,随后提取病变区域的弹性特征,构建了一个综合性的弹性指标EUS-E-AI。这一指标不仅考虑了病变的整体特征,还通过将颜色特征转换为HSV色彩空间,更准确地反映了组织硬度。通过这一方法,研究人员能够将EUS-E-AI值与GISTs的恶性潜能进行匹配,并在实际临床中应用该指标指导EUS-FNA/B的决策。这一系统在区分GISTs与其他SMTs方面表现出色,且在小肿瘤的评估中也显示出良好的应用前景。

尽管研究取得了积极成果,但仍存在一些局限性。首先,该研究为回顾性研究,可能存在选择偏差,因此未来需要在前瞻性队列中进一步验证EUS-E-AI的临床价值。其次,研究中用于评估小肿瘤的样本量相对较小,仅包含31例,其中高风险恶性潜能组仅有4例,这可能影响结果的统计代表性。因此,研究者建议在未来的研究中增加样本量,特别是针对小肿瘤的病例,以更全面地评估EUS-E-AI在不同亚组中的应用效果。

此外,研究还提到,目前使用的EUS-E技术主要是实时应变弹性成像,属于一种定性方法。相比之下,剪切波弹性成像(shear wave elastography)是一种更为先进的定量技术,通过测量剪切波传播速度来评估组织硬度。这种方法可能提供更高的可重复性和操作者独立性,因此未来的研究可以进一步探索其在GISTs中的应用价值,并与现有的应变弹性成像和AI方法进行比较,以确定哪种技术更适合用于术前风险评估。

总体而言,这项研究通过引入基于AI的弹性评估系统,为GISTs的术前风险分层提供了一种新的工具。该系统不仅能够准确识别GISTs,还能客观评估其恶性潜能,为临床医生在治疗决策和随访计划中提供有力支持。随着AI技术在医学影像领域的不断发展,这种非侵入性的风险评估方法有望成为GISTs管理的重要组成部分,从而提高诊断的准确性和治疗的个体化水平。未来的研究应继续优化该系统,并探索其在更广泛临床场景中的应用潜力。
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