Sử dụng trí tuệ nhân tạo trong phát hiện u tuyến của nội soi đại tràng: Phát minh hỗ trợ đắc lực cho bác sĩ lâm sàng (Phần 1)

Bài viết bởi Thạc sĩ, Bác sĩ Mai Viễn Phương - Bác sĩ nội soi tiêu hóa - Khoa Khám bệnh & Nội khoa - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Central Park

Phát hiện và chẩn đoán bệnh với sự hỗ trợ của máy tính (CAD), nhờ những cải tiến mới được phát triển của trí tuệ nhân tạo sẽ giúp tăng tỷ lệ phát hiện u tuyến và do đó góp phần giảm tỷ lệ mắc ung thư, cải thiện hiệu quả của nội soi đại tràng trong sàng lọc các kết quả quan trọng như tử vong liên quan đến ung thư đại trực tràng.

Nội soi đại tràng vẫn là chiến lược tiêu chuẩn để tầm soát ung thư đại trực tràng trên khắp thế giới do tính hiệu quả của nó trong cả việc phát hiện các tổn thương u tuyến hoặc tiền ung thư và khả năng loại bỏ chúng ngay trong thủ thuật nội soi. Phát hiện và chẩn đoán bệnh với sự hỗ trợ của máy tính (CAD), nhờ những cải tiến mới được phát triển của trí tuệ nhân tạo và đặc biệt là các kỹ thuật trí tuệ nhân tạo, dẫn đến một giải pháp đầy hứa hẹn cho những sai lệch về hiệu suất, sai sót của con người bằng cách đảm bảo hỗ trợ quyết định trong quá trình nội soi đại tràng.

Việc áp dụng CAD vào nội soi đại tràng sẽ giúp tăng tỷ lệ phát hiện u tuyến và do đó góp phần giảm tỷ lệ mắc ung thư, cải thiện hiệu quả của nội soi đại tràng trong sàng lọc các kết quả quan trọng như tử vong liên quan đến ung thư đại trực tràng. Hơn nữa, dự kiến ​​cũng sẽ giảm đáng kể chi phí. Ngoài ra, sự hỗ trợ của máy móc sẽ làm giảm thời gian khám và do đó tối ưu hóa lịch trình nội soi. Mục đích của bài viết ​​này là phân tích các ứng dụng lâm sàng của CAD và trí tuệ nhân tạo trong nội soi đại tràng, cũng như các bằng chứng đã được áp dụng, các hạn chế và triển vọng trong tương lai.

Polyp đại tràng là một khối nhỏ các tế bào hình thành trên niêm mạc đại tràng (ruột già). Hầu hết các polyp đại tràng là vô hại nhưng qua thời gian, một số polyp đại tràng có thể phát triển thành ung thư đại tràng, gây tử vong khi được tìm thấy ở giai đoạn muộn của nó.

Ung thư đại trực tràng (CRC) là một vấn đề chăm sóc sức khỏe lớn trên toàn thế giới. Đây là bệnh ung thư phổ biến thứ ba ở nam, thứ hai ở nữ và là nguyên nhân thứ tư gây tử vong do ung thư trên toàn thế giới. Cho đến nay, gần 60% -70% các trường hợp được ghi nhận ở những bệnh nhân có triệu chứng được chẩn đoán ở giai đoạn cuối. Việc phát hiện ở giai đoạn sớm sẽ mang lại kết quả tốt hơn về việc giảm gánh nặng bệnh tật.

Trên toàn cầu, nội soi đại tràng vẫn là chiến lược tiêu chuẩn để sàng lọc ung thư đại tràng CRC do tính hiệu quả của nó trong cả việc phát hiện các tổn thương u tuyến hoặc tiền ung thư đại tràng và khả năng loại bỏ chúng ngay trong thủ thuật. Tuy nhiên, việc xác định cũng như phân loại tổn thương phụ thuộc chặt chẽ vào người nội soi, sai sót của con người trong quá trình này làm tăng khả năng tiến triển thành CRC. Mặc dù không chắc chắn, bằng chứng gián tiếp nhấn mạnh rằng các nhà nội soi có thể không phát hiện được các tổn thương ngay cả khi ở trong phạm vi quan sát của nội soi, do đó làm tăng sự xuất hiện của ung thư đại trực tràng.

Phát hiện và chẩn đoán có sự hỗ trợ của máy tính (CAD), nhờ những cải tiến mới được phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI), dẫn đến một giải pháp đầy hứa hẹn cho những sai lệch về hiệu suất của con người bằng cách đảm bảo hỗ trợ quyết định trong quá trình nội soi đại tràng. Mục đích của đánh giá ý kiến ​​này là để phân tích các ứng dụng lâm sàng của CAD và AI trong nội soi đại tràng, như nó đã được báo cáo trong tài liệu, giải quyết bằng chứng, hạn chế và triển vọng trong tương lai.

Trí tuệ nhân tạo là một công nghệ mới nổi, ứng dụng đang gia tăng nhanh chóng trong nhiều lĩnh vực y tế. Một số ứng dụng của trí tuệ nhân tạo trong tiêu hóa đang cho thấy những kết quả đầy hứa hẹn, đặc biệt là trong lĩnh vực ung thư đường tiêu hóa. Trong số này, các kỹ thuật có thể làm tăng tỷ lệ phát hiện u tuyến sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm tỷ lệ mắc ung thư đại trực tràng và tỷ lệ tử vong liên quan của nó do ung thư khoảng không được phát hiện hoặc không phân loại được.

2.1 Trí tuệ nhân tạo AI (Artificial Intelligence) là gì?

Các hệ thống CAD bằng cách sử dụng các kỹ thuật AI tiên tiến đại diện cho một công nghệ tiên tiến có khả năng dẫn đến một bước chuyển đổi mô hình trong lĩnh vực nội soi đại tràng chẩn đoán. Vì nội soi thường liên quan đến công nghệ thị giác máy tính, kỹ thuật này cho phép máy tính “nhìn thấy” và giải mã nội dung thị giác. Thông qua các quy trình học máy và gần đây là học và ghi nhớ, các hệ thống AI có thể được cài đặt để nhận ra các đặc điểm “bình thường” bằng cách kết nối tiêu chuẩn vàng với hình ảnh phù hợp.

Học và ghi nhớ (deep learning) là một phương pháp học của máy tính, gần đây sử dụng mạng nơ-ron sâu, tự động trích xuất các tính năng cụ thể từ dữ liệu mà không cần sức người nếu có sẵn một số lượng rất lớn các mẫu học tập.

Sự phát triển ban đầu của AI dựa trên việc tạo ra một thuật toán sử dụng các bộ dữ liệu có độ chính xác cao, được mã hóa theo cách tổ chức độc lập bởi một nhóm các chuyên gia. Quá trình này được gọi là thiết lập “sự thật nền tảng”, nơi máy tính được chuẩn bị để phân biệt giữa mô “bất thường” và mô “bình thường” . Khi một thuật toán được tạo ra, các mạng nơ-ron phức tạp # sử dụng các tập dữ liệu rộng lớn để cho phép thuật toán trở nên có kỹ năng hơn. Trí thông minh này có thể mở rộng đến các thuật toán và nó có thể học bằng cách phát triển các quy tắc và bộ phân loại của riêng mình. AI dự kiến ​​sẽ có ít nhất 2 vai trò chính trong thực hành nội soi đại tràng: Phát hiện polyp (CADe) và xác định đặc điểm của polyp (CADx). CADe có khả năng làm giảm tỷ lệ bỏ sót polyp, góp phần cải thiện phát hiện u tuyến, trong khi CADx có thể cải thiện độ chính xác của chẩn đoán quang polyp đại trực tràng, dẫn đến giảm loại bỏ không cần thiết các tổn thương không phải ung thư, tiềm năng thực hiện cắt bỏ và cắt bỏ. chiến lược và áp dụng thích hợp các kỹ thuật cắt bỏ tiên tiến.

Hiện nay, khám sàng lọc ung thư đường tiêu hoá là biện pháp khoa học và hiệu quả để phát hiện sớm ung thư đường tiêu hóa (ung thư thực quản, ung thư dạ dày, ung thư đại tràng) và đưa ra phác đồ điều trị. Hiện tại, Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec có Gói tầm soát và phát hiện sớm ung thư đường tiêu hóa (thực quản - dạ dày - đại tràng) kết hợp khám lâm sàng và cận lâm sàng để đem lại kết quả chính xác nhất có thể.

Khi sàng lọc ung thư đường tiêu hóa tại Vinmec, Quý khách sẽ được:

• Khám Chuyên khoa Nội tiêu hóa với bác sĩ chuyên khoa ung bướu (có hẹn).
• Nội soi dạ dày và nội soi đại tràng với máy nội soi NBI có gây mê.
• Xét nghiệm tổng phân tích tế bào máu ngoại vi (bằng máy đếm laser).
• Xét nghiệm thời gian prothrombin bằng máy tự động.
• Xét nghiệm thời gian thrombin bằng máy tự động.
• Xét nghiệm thời gian thromboplastin một phần hoạt hoá (APTT: Activated Partial Thromboplastin Time) bằng máy tự động.
• Siêu âm ổ bụng tổng quát

Tài liệu tham khảo

1. Emanuele Sinagra, Matteo Badalamenti, và cộng sự , Use of artificial intelligence in improving adenoma detection rate during colonoscopy: Might both endoscopists and pathologists be further helped. World J Gastroenterol. Oct 21, 2020; 26(39): 5911-5918
2. Torre LA, Bray F, Siegel RL, Ferlay J, Lortet-Tieulent J, Jemal A. Global cancer statistics, 2012. CA Cancer J Clin. 2015;65:87-108. [PubMed] [DOI]
3. Maida M, Morreale G, Sinagra E, Ianiro G, Margherita V, Cirrone Cipolla A, Camilleri S. Quality measures improving endoscopic screening of colorectal cancer: a review of the literature. Expert Rev Anticancer Ther. 2019;19:223-235. [PubMed] [DOI]