2024年度超声内镜领域应用进展：AI辅助诊断与治疗技术突破

2024年度超声内镜领域应用进展：AI辅助诊断与治疗技术突破

近年来，超声内镜（Endoscopic Ultrasound，EUS）技术在消化系统疾病的诊断与治疗中发挥了越来越重要的作用。随着人工智能（Artificial Intelligence，AI）技术的迅速发展，AI辅助EUS在胰腺肿瘤、胃肠道病变和肝胆疾病的诊断中展现出显著优势。AI系统通过多模态数据分析，提高了疾病的鉴别诊断能力，并在协助经验不足的内镜医师方面发挥了重要作用。

AI辅助EUS在消化系统疾病诊断中的应用

AI系统辅助EUS显著提高胰腺恶性肿瘤及良性病变的鉴别诊断能力

胰腺癌是导致胰腺占位的主要原因之一。然而，其他低度恶性肿瘤（如胰腺神经内分泌肿瘤或实体假乳头状肿瘤）以及良性胰腺疾病（如慢性胰腺炎和自身免疫性胰腺炎）也可能表现为胰腺肿块。即使对于经验丰富的临床医生来说，通过EUS图像准确诊断胰腺实性病变也具有挑战性。

近年来，AI辅助EUS为胰腺疾病的诊治提供了新的视角。华中科技大学同济医学院附属同济医院消化内科程斌教授团队，联合多中心开展前瞻性及回顾性研究，开发了一项基于多模态的人工智能模型“Joint-AI”，成果发表在《美国医学会杂志·网络开放获取》（JAMA Netw Open）。该模型通过综合纳入患者的临床数据与EUS图像，可对胰腺实性占位的良恶性作出精准判断。尤其是在协助经验不足的内镜医师时，该模型可以作为当下标准诊断技术（如EUS引导下的细针穿刺或活检）的宝贵辅助工具。

AI辅助EUS显著提高胃肠道病变的鉴别和疾病分级评估能力

胃肠道间质肿瘤（GISTs）和胃肠道平滑肌瘤（GILs）是最常见的黏膜下病变。所有GISTs都具有恶性潜力，而GILs则被认为是良性肿瘤。目前的影像学方法无法有效区分GISTs和GILs。一项近年发表在《内镜》（Endoscopy）杂志的多中心研究，利用AI辅助EUS显著提高了内镜医师鉴别黏膜下病变的能力，将内镜医生GISTs和GILs的诊断准确率从73.8%提高到了88.8%。

此外，AI辅助EUS还可用于食管癌的早期诊断及辅助癌症分期。AI算法结合的EUS在检测早期食管癌和癌前病变方面表现优于传统内镜检测，且检测时间显著缩短。基于AI的卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNN）算法系统用于自动识别食管病变的侵袭深度和来源，其准确率为82.49%，灵敏度为80.23%，特异性为90.56%。

AI辅助EUS在肝胆疾病方面的诊断价值

近年来AI辅助EUS在肝胆相关疾病的诊断中发挥了独特的价值。Yao等人开发了一个基于深度学习的系统，名为BP MASTER，用于实时识别和标记EUS中的胆管。BP MASTER系统能够识别胆管扫描的标准位置，提醒内镜医师注意漏扫的部分，并指导操作。同时，系统还能够高精度地分割胆管，自动测量胆管直径，简化内镜医师的操作，并帮助评估胆管的扩张与狭窄。

此外，AI辅助EUS可用于识别和分类肝脏局灶性病变。Marya等人开发了一种基于EUS的CNN模型来识别和分类肝脏局灶性病变。研究使用了210,685张EUS图像，成功定位了92%的肝脏局灶性病变，并且在识别恶性肝脏局灶性病变时，模型的灵敏度为100%，特异性为80%。

EUS引导下的治疗技术进展

EUS-COIL成为胃静脉曲张的新型内镜下治疗手段

胃静脉曲张出血具有较高的发病率和死亡率，但目前最佳管理方案仍缺乏高质量的循证支持。传统内镜治疗通常通过直接注射促凝血的胶类药物（如氰基丙烯酸酯和 Histoacryl）实现止血，尽管其在急性止血方面效果显著，但也伴随一定风险，包括系统性栓塞、出血复发以及内镜设备损害等问题。EUS 辅助胶注射技术虽能减少注射次数和胶用量，但未能完全避免胶类相关的并发症，尤其是栓塞风险。

作为一项新兴技术，EUS-COIL通过机械阻塞血流，促进局部血管闭塞，从而降低胶类治疗相关的栓塞风险。此外，弹簧圈还能作为栓塞材料的支架，与组织胶等物质联合使用以进一步增强疗效。EUS-COIL 被认为是一种治疗难治性或高风险胃静脉曲张的有前景手段，特别适用于传统治疗效果不佳或存在禁忌的患者。

尽管已有研究证实 EUS-COIL 的可行性和安全性，但多局限于某些高水平医疗中心，缺乏多中心研究数据支持。2024 年发表在《消化内镜》 （Gastrointest Endosc） 杂志上的首个美国多中心回顾性研究，纳入了 2018—2022 年间在 10 家三级医疗中心接受 EUS-COIL 治疗的胃静脉曲张出血或有出血风险的患者。结果显示，技术成功率和临床成功率分别为 100% 和 88.7%。术中不良事件（如肺栓塞及针穿刺引起的胃静脉曲张出血）发生率为 1.8%，术后不良事件发生率为 4.7%，其中 3 例为轻度事件。这一多中心研究表明，EUS-COIL 在胃静脉曲张管理中具有较高的技术成功率和良好的临床效果，同时伴随较低的不良事件发生率，为胃静脉曲张治疗提供了重要的新选择。

图1 基于EUS引导下的EUS-COIL治疗胃静脉曲张

治疗胃流出道梗阻的新策略-EUS-GE

胃流出道梗阻是由多种良恶性疾病引起的并发症，对患者的生活质量、营养状况及预后产生重大影响。近年来，EUS-GE在治疗恶性胃流出道梗阻方面展现出较好的安全性和有效性。相较于外科胃空肠造口术，两者在技术和临床成功率上几乎相当，但EUS-GE后恢复口服摄入时间更快、住院时间更短和不良事件发生率更低。与十二指肠支架置入术相比，两者在技术成功率和不良事件发生率上相似，但EUS-GE临床成功率更高、恢复口服摄入时间更快和复发率更低。近年来的系统回顾和荟萃分析显示，由超声内镜专家在大型医疗中心进行的 EUS-GE 技术成功率为 92%93.5%，临床成功率为 90%91%，不良事件发生率约为 12%（主要是轻度至中度）。因此，EUS-GE逐渐取代外科手术或内镜下支架置入术成为治疗恶性胃流出道梗阻的首选治疗方法。

EUS-RFA可作为胰岛素瘤、肾上腺瘤的安全有效的新型治疗方式

胰岛素瘤是最常见的功能性胰腺神经内分泌肿瘤，会引起低血糖神经源性和交感神经过度刺激症状。外科手术是其主要的治疗手段。然而，尽管手术能够治愈胰岛素瘤，但胰腺手术常伴随显著的短期和长期不良事件，包括胰腺瘘、延迟性胃排空、出血的等情况。而EUS-RFA在临床实践中被认为是更少侵入性的治疗替代方法，其治疗胰岛素瘤的安全性和有效性已得到证实。

最新发表在《临床胃肠病学与肝脏病学》（Clin Gastroenterol Hepatol）杂志的一项回顾性倾向性评分匹配研究，比较了EUS-RFA与手术切除治疗胰腺胰岛素瘤的安全性及有效性。手术组的临床疗效为100%，EUS-RFA组为95.5%（P = 0.160）。EUS-RFA组和外科手术组的不良事件发生率分别为18.0%和61.8%（P < 0.001）。基于以上数据，EUS-RFA治疗胰岛素瘤的获益风险比显著高于外科手术。未来如果在随机对照研究中得到证实，相信EUS-RFA可成为胰岛素瘤的首选治疗方法。

图2 EUS-RFA与外科切除治疗胰岛素瘤的比较

除了用于胰腺肿瘤的治疗，EUS-RFA的适应证正逐渐扩展到胰腺以外的区域。一项在Asan医学中心开展的单中心、前瞻性研究评估了EUS-RFA治疗左肾上腺肿瘤的效果及安全性。研究共纳入11例患者，技术成功率为100%。经过中位数2次治疗后，73%的患者获得完全反应，27%获得部分反应。治疗期间，5例患者出现轻度自限性腹痛，但未见严重不良事件。因此，EUS-RFA在治疗左肾上腺肿瘤方面具有较高的技术可行性和临床成功率，且安全性可接受，适用于高手术风险患者。

综上所述，近年来EUS在消化系统疾病诊疗中的应用取得了显著进展，涵盖了从诊断到治疗的各个方面。AI与EUS的结合，显著提升了疾病的早期筛查、精准诊断和治疗效果，尤其在胰腺、胃肠道和肝胆疾病的管理中展现了巨大潜力。此外，EUS引导下的治疗方法，如EUS-COIL、EUS-GE和EUS-RFA，已成为一些难治性病变的有效治疗手段。尽管如此，技术标准化、成本效益及在不同地区的适用性仍是亟待解决的挑战。未来的研究应聚焦这些问题，推动EUS技术的进一步发展和普及。

本文原文来自中国医学论坛报