克羅恩?。–rohn’s disease,CD)是一種可累及全消化道的節(jié)段性、非對(duì)稱性、慢性透壁性炎癥,目前已成為我國(guó)消化道常見疾病,新增發(fā)病率在全球范圍位居前列。肛周成瘺性病變(Perianal fistulizing Crohn’s disease,PFCD)是負(fù)面影響克羅恩病整體療效的重要預(yù)后因素,同時(shí)也是導(dǎo)致年輕患者生活質(zhì)量下降、甚至致殘的重要病變類型。伴有PFCD的患者面臨諸多困境。一方面,他們對(duì)于目前常用的生物制劑應(yīng)答較差。另一方面,由于病變處于特殊位置,既不能像治療其他腸道病變那樣常規(guī)采用腸段切除手術(shù),也難以達(dá)到與“腺源性”肛瘺相近的局部手術(shù)根治率。故而,PFCD始終是炎癥性腸病多學(xué)科治療領(lǐng)域的頑疾,屬于最需要在早期就開展多學(xué)科強(qiáng)化治療的病變類型之一。
約1/3的CD患者會(huì)在整個(gè)疾病周期出現(xiàn)成瘺性病變。根據(jù)最新文獻(xiàn)綜述,8.6%(95%CI,5.72-12.71)的CD患者會(huì)在確診前出現(xiàn)肛瘺,東亞人群的CD患者確診前肛瘺患病率(17.66%;95%CI,5.72-12.71)顯著高于非東亞人群(4.99%;95%CI,3.75-6.60)。據(jù)中山六院統(tǒng)計(jì),2012年1月至2016年7月確診的370例PFCD病例中,有133例(35.9%)表現(xiàn)為CD的首發(fā)癥狀。其中,多數(shù)患者先是在外院接受手術(shù)治療,因病情遷延不愈,轉(zhuǎn)至中山六院后才確診為CD。因此,探尋克羅恩病肛瘺早期診斷模型,在CD發(fā)病早期,準(zhǔn)確鑒別肛周成瘺性病變和普通“腺源性”肛瘺具有重要臨床意義。
中山六院肛腸外科一直致力于克羅恩病肛周病變的多學(xué)科治療和保功能手術(shù),始終關(guān)注PFCD的早篩早治研究。隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)(deep learning, DL)在人工智能(artificial intelligence, AI)和計(jì)算機(jī)視覺(computer vision, CV)領(lǐng)域蓬勃發(fā)展,中山六院團(tuán)隊(duì)在任東林教授及林宏城主任醫(yī)師的帶領(lǐng)下,自2021年起便積極開展相關(guān)技術(shù)在PFCD早期輔助診斷方面的探索研究。中山六院肛腸外科團(tuán)隊(duì)連同中山六院放射科孟曉春主任醫(yī)師、福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院李蘭蘭教授團(tuán)隊(duì)開展了多項(xiàng)前期研究,相關(guān)研究結(jié)果依次在2023年歐洲克羅恩病和結(jié)腸炎組織(ECCO)年會(huì)和《中華炎性腸病雜志(中英文)》上予以報(bào)道。在后者發(fā)表的《基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的克羅恩病肛瘺磁共振成像診斷模型初探》入選了2024年度中國(guó)科協(xié)雙語(yǔ)傳播結(jié)構(gòu)化論文出版項(xiàng)目(文章鏈接:https://castsycb.cbpt.cnki.net/#/periodical-detail?id=CJBD_E)。
為了進(jìn)一步將前期研究成果進(jìn)行臨床轉(zhuǎn)化,初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)在江蘇省中醫(yī)院肛腸科楊柏霖教授團(tuán)隊(duì)、廣州醫(yī)科大學(xué)附屬番禺中心醫(yī)院消化中心一區(qū)羅勁根教授團(tuán)隊(duì)的協(xié)作下,選取前期研究中表現(xiàn)最好的兩種卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(MobileNetV2和ResNet50),以此構(gòu)建了基于900例目標(biāo)學(xué)習(xí)對(duì)象訓(xùn)練集的鑒別診斷模型,并順利完成多中心內(nèi)外部測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示,兩種模型的表現(xiàn)顯著優(yōu)于??朴跋襻t(yī)生,在涵蓋不同人口學(xué)資料和瘺管特征的肛瘺患者群體中,均展現(xiàn)出更穩(wěn)健的魯棒性。
不僅如此,研究團(tuán)隊(duì)還突破了以往眾多研究中采用的重視圖像局部特征識(shí)別訓(xùn)練模式。他們創(chuàng)新性地構(gòu)建了模塊化的診斷架構(gòu),充分挖掘并整合單個(gè)患者全序列圖像的數(shù)據(jù)信息。如此一來(lái),在保留卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)局部細(xì)節(jié)精準(zhǔn)捕捉優(yōu)勢(shì)地基礎(chǔ)上,有效彌補(bǔ)了其在單一圖像中捕捉全局特征能力的不足。
張恒表示,該研究具有多方面重要意義。它首次成功驗(yàn)證了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這一CV領(lǐng)域的經(jīng)典深度學(xué)習(xí)技術(shù)可有效應(yīng)用于克羅恩病肛瘺和腺源性腺源性肛瘺的早期鑒別診斷。更關(guān)鍵的是,該研究提示輕量化的MobileNetV2網(wǎng)絡(luò)比既往熱門的ResNet網(wǎng)絡(luò)家族具有更穩(wěn)健的魯棒性。輕量化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于,既能維持模型性能,又能降低模型參數(shù)量和計(jì)算復(fù)雜度,使其可在資源有限的設(shè)備上順暢運(yùn)行,達(dá)成快速響應(yīng)和減少能耗。因而,基于MobileNet網(wǎng)絡(luò)家族構(gòu)建的輔助診斷模型可以更高效地跨越臨床科研和轉(zhuǎn)化應(yīng)用的鴻溝。
醫(yī)工交叉融合的協(xié)作模式,是AI技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的重要方式。未來(lái),聯(lián)合團(tuán)隊(duì)將在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上持續(xù)深入探索,力求在臨床轉(zhuǎn)化工作中,盡早將輔助診斷模型應(yīng)用于前瞻性隊(duì)列研究。肛腸外科任東林教授表示“一個(gè)優(yōu)秀的AI模型,除了依賴強(qiáng)大的算力和先進(jìn)的算法之外,高質(zhì)量且均衡的大數(shù)據(jù)支持同樣不可或缺。”他殷切期望國(guó)內(nèi)外肛腸外科及炎癥性腸病領(lǐng)域的同行能積極加入這項(xiàng)研究工作,為AI技術(shù)在克羅恩病肛周病變的應(yīng)用共同努力?。ㄎ恼轮兴袌D片由醫(yī)院提供)
(該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目82305243的資助。)
原文鏈接:https://authors.elsevier.com/sd/article/S2589537024005194
(通訊員:劉山青、戴希安、簡(jiǎn)文楊)
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克羅恩病是一種炎癥性腸道疾病,可以影響消化道的任何部位。以下是一些克羅恩病患者常見的飲食建議:1.低纖維食物:盡量選擇低纖維的食物,因?yàn)榭肆_恩病患者消化系統(tǒng)的纖維消化能力較差。避免或減少攝入堅(jiān)果、籽類... 詳細(xì)»
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克羅恩病是一種慢性炎癥性腸道疾病,可以影響消化道的任何部分,通常出現(xiàn)在末段回腸和結(jié)腸??肆_恩病的診斷需要通過(guò)一系列的臨床表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室檢查和影像學(xué)檢查來(lái)進(jìn)行。首先,患者通常會(huì)出現(xiàn)腹痛、腹瀉、便血、體重減... 詳細(xì)»
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克羅恩病是什么?克羅恩病的治療指南有哪些?
克羅恩病一般起病比較隱秘,在疾病早期經(jīng)常是沒有癥狀的,或者是癥狀比較輕微,容易被忽視掉。從有癥狀到確診,平均在1~3年的時(shí)間內(nèi)。病程比較慢、很容易反復(fù)發(fā)作。大多在青年身上發(fā)生,女性比男性稍微多一些。 詳細(xì)»