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2020年9月28日 星期一

大腸鏡的「測速雷達」—— ENDOANGEL 系統





自從 Google 的 alphago 擊敗棋王李世石,AI 的發展就成了人們矚目的焦點。雖然從本質看來,AI 不至於像某些人擔心的一樣,發展出自己的意識而試圖取代人類。但在醫療乃至許多領域,AI 確實能在很多事情上比人類做得更好,至少也能輔助人類提升表現。

之前在邁向精準:AI 在大腸鏡檢的貢獻這篇文章中,我們介紹了 AI 在大腸鏡中的角色,分別有偵測息肉、評估息肉的良惡性、還有提出治療的輔助建議,今天我們的主題則是針對息肉偵測的另一種 AI 模式。我們知道,即使是一流的專家,在單次大腸鏡檢查中還是可能遺漏十分之一左右的小息肉。大部分的 AI 系統在這方面都試圖提供更好的警示或即時偵測,以改善遺漏的機會,不過我們今天介紹的 ENDOANGEL 系統,則採用另一種更直觀有效的途徑。


ENDOANGEL 的原理與操作


ENDOANGEL(下文簡稱 EA 系統)誕生在 2020 年全世界最出名的城市:武漢。值得一提的是,這個系統在疫情中也被「支援」去協助新冠肺炎的診斷。EA 系統用於大腸鏡的處理邏輯跟其它系統很不一樣,它被訓練為可以判斷大腸鏡在體內或體外,也可以判斷是否到達了大腸鏡的終點盲腸,並且在拉出檢查時開始計時,同時偵測是否有內視鏡向外滑跳(slipping)的現象。

以前我們在腸鏡「慢一點」:小故事大學問提到說,大腸鏡觀察的關鍵時間,就是在到達盲腸並且一路拉到肛門的過程,檢查時間平均至少要六分鐘。很多人以為大腸鏡只要一插入就算是開始觀察,其實並非如此:由於在大腸鏡插入過程患者比較容易產生不適,而且如果到不了終點,也談不上完整檢查,並且在到達盲腸後,也需要做一些沖洗抽吸,才能做細緻的觀察;因此大腸鏡真正的觀察,都是確認到了深部盲腸以後才開始

至於為什麼至少六分鐘?許多研究已經驗證過,如果短於這個時間,息肉(腺瘤)偵測率往往都會不及格。具體來說,如果要做基本的殘渣清洗、把死角較多的盲腸與升結腸觀察兩次、並且把每個皺褶看清楚,大致上就需要這個時間。另一方面,有時內視鏡的操作不理想時,在拉出時也容易造成向外滑跳而讓檢查時間變短,也可能造成死角變多。

EA 系統能夠判斷大腸鏡是否已經進入了盲腸,確認後它就會開始計算拉出檢查的時間,等於是一種變相的「測速雷達」,提醒醫師不要拉得太快,要更加仔細觀察。更棒的是,如果內視鏡在拉出的過程中滑脫,EA 系統也會立刻警示,並回放在滑脫前的影像。如此一來,醫師重新往前插入的時候,就可以對照這些影像,知道自己是否回到了剛剛滑脫前的地方,就比較不會因為滑脫而產生觀測死角。


EA 系統的啟示:照規矩來,結果往往就夠好


在今年刊登的刺絡針腸胃與肝膽科學期刊上,作者群比較了普通的大腸鏡和使用 EA 系統輔助,觀察腺瘤偵測率。結果發現,使用 EA 系統找到腺瘤的比率遠遠超過常規的檢查(58 of 355 (16%) vs. 27 of 349 (8%),  odds ratio [OR] 2·30, 95% CI 1·40–3·77; p=0·0010)。

值得注意的是,在未使用 EA 系統的檢查,平均的拉出時間只有不到五分鐘,但用 EA 系統平均則超過六分鐘。可以說,EA 系統最重要的功能其實是強迫這些檢查醫師用合理的時間做檢查。就好像要減少交通事故,主要不是靠個人的駕駛技術,而是測速照相和交通警察的嚇阻力,讓駕駛不酒駕、不超速、不闖紅燈,事故的發生率自然會大幅下降

事實上,如果照目前的國際標準,大腸鏡的腺瘤偵測率需要達到 25%,論文中的檢查醫師們即使用了 EA 系統也僅有 16%,尚未達標(但還是比使用前可憐的 8% 好多了)。腺瘤偵測率越低,大腸鏡的保護效果越差,越可能導致間隔癌的產生。也就是做完大腸鏡沒多久,居然發現跑出了大腸癌。

不過在過去各種提升腺瘤/息肉偵測率的研究,也發現各種工具對「原先表現最差」的檢查醫師,幫助最大,對於本來就表現相當好的檢查醫師,很難做到錦上添花。綜合以上的發現,我們可以知道,那些在研究中表現不佳的觀察者,很可能就是連最基本的動作都沒有達成。但從另一個角度來說,也不用悲觀;只要願意改進,確實做好基本的小動作,表現就會大幅改善。

EA 系統雖然只是個工具,但從它的邏輯跟效果中,我們也能體會到一些人生的道理。人是能夠改變的,而且往往只需要一點點的改變,就能讓結果大不相同。相形之下,最難的事情或許反而是承認不足並尋求改進。要正視自己的不足,除了培養客觀的心態外,也需要知識和外在的回饋。

這也是我們一直討論大腸鏡品質話題的原因,包括我本人在內,常常也是在吸收更新的知識後,才有能力反省自己。但過去的一切並不代表什麼,能夠持續進步,才是最寶貴的特質。

(本文特別感謝:高雄醫學大學附設醫院 大腸直腸外科李京錞醫師分享)