Artificiële intelligentie en colonoscopie

Dankzij de steun van de CARE Stichting beschikt het Delta Ziekenhuis nu over de  GI Genius (Medtronic) module om de opsporing van darmpoliepen bij colonoscopieën te verbeteren. Het is het eerste ziekenhuis in Franstalig België dat over dit intelligent toestel beschikt en een van de allereerste in België.

Artificiële intelligentie (AI) is vandaag al beschikbaar ter ondersteuning van colonoscopieën om de detectie van pre-kanker colorectale kankerlaesies (met name adenomen) te verbeteren. “In de nabije toekomst zal een gerandomiseerde fase IV-studie, ondersteund door de CARE Stichting, ons in staat stellen om de impact van AI op de detectie van pre-kanker colorectale kankerlaesies (adenomen) in een algemene ziekenhuissetting en in de dagelijkse praktijk te bestuderen.”

AI en opsporingscolonoscopie (CARE Stichting)
AI verwijst naar het vermogen van computersoftware om grote hoeveelheden gegevens te integreren en deze ‘kennis’ te gebruiken om keuzes te maken. Het gebruik van AI in de geneeskunde is sterk in opmars, onder meer bij de endoscopie van het spijsverteringsstelsel1.

Preventieve screening op darmkanker met behulp van een colonoscopie is gebaseerd op de detectie van pre-kankerlaesies (risicopoliepen). De meerderheid van de pre-kankerletsels van colorectale kanker zijn adenomateuze poliepen, waarvan de detectie, samen met de resectie tijdens de totale colonoscopie, het ontstaan van colorectale kanker kan voorkomen2,3. Het detecteren van deze risicopoliepen is ook een belangrijke factor bij het opstellen van een endoscopisch follow-upplan.

Internationale aanbevelingen voor colonoscopiesurveillance werden gevalideerd, rekening houdend met het aantal, de graad en de grootte van de gedetecteerde adenomen4 . Daarnaast is het detectiepercentage van adenomen een van de belangrijke criteria bij screeningscolonoscopieën en een criterium voor de kwaliteit van de endoscopie waarover aanbevelingen worden gedaan5,6.

Over de bijdrage van AI aan colonoscopie werden verschillende publicaties gepubliceerd (gerandomiseerde onderzoeken en meta-analyses). Hoewel verschillende eerste onderzoeken een statistisch significante toename in de detectie van adenomen lieten zien7,8, toonden andere geen significant algemeen effect van AI op deze parameter, of zelfs op de duur van colonoscopieën of de detectie van niet-adenomateuze laesies9. Andere gegevens suggereren ook dat, naast de algehele toename van het detectiepercentage van adenomen, de bijdrage van AI dit detectiepercentage aanzienlijk kan verhogen, afhankelijk van het tijdstip en de ervaring en de deskundigheid van de persoon die de endoscopie uitvoert.

Bij een groot aantal patiënten was de bijdrage van AI beter voor colonoscopieën die aan het eind van de dag werden uitgevoerd, wanneer het detectiepercentage van adenomen daalde, wat suggereert dat AI kan helpen om de kwaliteit van de prestaties tijdens colonoscopieën gedurende de hele dag hoog te houden10.

Recente meta-analyses wijzen ook op een significante verbetering van de detectiegraad van adenomen11. Hoewel andere gerandomiseerde onderzoeken geen significant verschil lieten zien in het aantal adenomen dat met colonoscopie werd opgespoord, werd wel een significante verbetering aangetoond in het aantal adenomateuze poliepen dat met colonoscopie werd opgespoord, een criterium dat ook belangrijk is bij de preventie van darmkanker12. In de meeste onderzoeken is een verbetering beschreven in de detectiegraad van adenomen door colonoscopie van ten minste 5% (soms tot 15%).

Hoewel er nu aangepaste AI-toestelen voor colonoscopie op de markt zijn13,14, is de impact in de dagelijkse praktijk slechts uitzonderlijk geëvalueerd en, voor zover wij weten, nog niet geëvalueerd in België, meer bepaald in een groot niet-academisch algemeen ziekenhuis.

Bovendien werd onlangs gesuggereerd dat dit instrument, naast de mogelijk aanzienlijke toename van het aantal adenomen dat door colonoscopie wordt opgespoord kosteneffectief zou kunnen zijn op het vlak van preventie van colorectale kanker15.

We zijn heel blij dat we, als eerste ziekenhuis in Franstalig België, nu beschikken over de GI Genius-module van met AI om ons te helpen bij de colonoscopieën. Hierdoor kunnen we binnenkort beginnen met een gerandomiseerde studie om de waarde van dit hulpmiddel in de klinische praktijk te evalueren tijdens de colonoscopieën in het  Delta Ziekenhuis (dr. Erik François, hoofdcoördinator), dankzij de steun van de CARE Stichting.

Ph. Langlet, diensthoofd en hoofdauteur van de studie
E. François, coördinator van de studie
D. Franchimont, hoofonderzoeker van de studie
De dienst gastro-enterologie (Delta Ziekenhuis)

Referenties
1) Hassan C, Spadaccini M, Iannone A, Maselli R, Jovani M, Chandrasekar VT, Antonelli G, Yu H, Areia M, Dinis-Ribeiro M, Bhandari P, Sharma P, Rex DK, Rösch T, Wallace M, Repici A. Performance of artificial intelligence in colonoscopy for adenoma and polyp detection: a systematic review and meta-analysis. Gastrointest Endosc. 2021 Jan;93(1):77-85.

2) Săftoiu A, Hassan C, Areia M, Bhutani MS, Bisschops R, Bories E, Cazacu IM, Dekker E, Deprez PH, Pereira SP, Senore C, Capocaccia R, Antonelli G, van Hooft J, Messmann H, Siersema PD, Dinis- Ribeiro M, Ponchon T. Role of gastrointestinal endoscopy in the screening of digestive tract cancers in Europe: European Society of Gastrointestinal Endoscopy (ESGE) Position Statement. Endoscopy. 2020 Apr;52(4):293-304.

3) Brenner H, Hoffmeister M, Stegmaier C, Brenner G, Altenhofen L, Haug U. Risk of progression of advanced adenomas to colorectal cancer by age and sex: estimates based on 840,149 screening colonoscopies. Gut. 2007 Nov;56(11):1585-9.

4) Hassan C, Antonelli G, Dumonceau JM, Regula J, Bretthauer M, Chaussade S, Dekker E, Ferlitsch M, Gimeno-Garcia A, Jover R, Kalager M, Pellisé M, Pox C, Ricciardiello L, Rutter M.

5) Kaminski MF, Thomas-Gibson S, Bugajski M, Bretthauer M, Rees CJ, Dekker E, Hoff G, Jover R, Suchanek S, Ferlitsch M, Anderson J, Roesch T, Hultcranz R, Racz I, Kuipers EJ, Garborg K, East JE, Rupinski M, Seip B, Bennett C, Senore C, Minozzi S, Bisschops R, Domagk D, Valori R, Spada C, Hassan C, Dinis-Ribeiro M, Rutter MD. Performance measures for lower gastrointestinal endoscopy: a European Society of Gastrointestinal Endoscopy (ESGE) quality improvement initiative. United European Gastroenterol J. 2017 Apr;5(3):309-334.

6) Gupta S, Lieberman D, Anderson JC, Burke CA, Dominitz JA, Kaltenbach T, Robertson DJ, Shaukat A, Syngal S, Rex DK. Recommendations for Follow-Up After Colonoscopy and Polypectomy: A Consensus Update by the US Multi-Society Task Force on Colorectal Cancer. Gastrointest Endosc. 2020 Mar;91(3):463-485.

7) Wang P, Berzin TM, Glissen Brown JR, Bharadwaj S, Becq A, Xiao X, Liu P, Li L, Song Y, Zhang D, Li Y, Xu G, Tu M, Liu X. Real-time automatic detection system increases colonoscopic polyp and adenoma detection rates: a prospective randomised controlled study. Gut. 2019 Oct;68(10):1813- 1819.

8) Repici A, Badalamenti M, Maselli R, Correale L, Radaelli F, Rondonotti E, Ferrara E, Spadaccini M, Alkandari A, Fugazza A, Anderloni A, Galtieri PA, Pellegatta G, Carrara S, Di Leo M, Craviotto V, Lamonaca L, Lorenzetti R, Andrealli A, Antonelli G, Wallace M, Sharma P, Rosch T, Hassan C. Efficacy of Real-Time Computer-Aided Detection of Colorectal Neoplasia in a Randomized Trial. Gastroenterology. 2020 Aug;159(2):512-520.

9) Ladabaum U, Shepard J, Weng Y, Desai M, Singer SJ, Mannalithara A. Computer-aided Detection of Polyps Does Not Improve Colonoscopist Performance in a Pragmatic Implementation Trial. Gastroenterology. 2023 Mar;164(3):481-483.

10) Lu Z, Zhang L, Yao L, Gong D, Wu L, Xia M, Zhang J, Zhou W, Huang X, He C, Wu H, Zhang C, Li X, Yu H. Assessment of the Role of Artificial Intelligence in the Association Between Time of Day and Colonoscopy Quality. JAMA Netw Open. 2023 Jan 3;6(1):e2253840.

11) Aasma Shaukat,1,2 David R. Lichtenstein,3 Samuel C. Somers,4 Daniel C. Chung,5David G. Perdue,6 Murali Gopal,7 Daniel R. Colucci,7 Sloane A. Phillips,7 Nicholas A. Marka,8 Timothy R. Church,2 and William R. Brugge,9 Computer-Aided Detection Improves Adenomas per Colonoscopy for Screening and Surveillance Colonoscopy: A Randomized Trial. Gastroenterology 2022;163:732-41.

12)  Barua I, Vinsard DG, Jodal HC, et al. Artificial intelligence for polyp detection during colonoscopy: a systematic review and meta-analysis. Endoscopy 2021; 53:277–284.

13) Spadaccini M, Marco A, Franchellucci G, Sharma P, Hassan C, Repici A. Discovering the first US FDA- approved computer-aided polyp detection system. Future Oncol. 2022 Apr;18(11):1405-1412.

14) Gimeno-García AZ, Hernández Negrin D, Hernández A, Nicolás-Pérez D, Rodríguez E, Montesdeoca C, Alarcon O, Romero R, Baute Dorta JL, Cedrés Y, Castillo RD, Jiménez A, Felipe V, Morales D, Ortega J, Reygosa C, Quintero E, Hernández-Guerra M. Usefulness of a novel computer-aided detection system for colorectal neoplasia: a randomized controlled trial. Gastrointest Endosc. 2023 Mar;97(3):528-536.

15) Miguel Areia*, Yuichi Mori*, Loredana Correale, Alessandro Repici, Michael Bretthauer, Prateek Sharma, Filipe Taveira, Marco Spadaccini, Giulio Antonelli, Alanna Ebigbo, Shin-ei Kudo, Julia Arribas, Ishita Barua, Michal F Kaminski, Helmut Messmann, Douglas K Rex,
Mário Dinis-Ribeiro*, Cesare Hassan* Cost-effectiveness of artificial intelligence for screening colonoscopy: a modelling study. Lancet Digit Health 2022; 4: e436–44.