↓ 消化病学专题丨58

采用一种计算机辅助（CAD）系统对内镜逆行胰胆管造影（ERCP）中胆总管（CBD）取石的技术难度进行评估、评分和分类。随后通过多中心、前瞻性、观察性研究评估了CAD系统的有效性。

7%-12%的胆石症患者发现胆总管结石，给医疗保健系统带来沉重负担。内镜逆行（ERCP）是结合括约肌切开术清除CBD结石的首选方法。ERCP结果根据成功率和并发症发生率进行评估，这些成功率和并发症发生率因几个因素而异，技术难度很大。目前还没有能够方便评估与CBD石块清除技术困难相关的因素的测量工具。因此开发了一个基于深度学习的人工智能的ERCP取石技术难度评分和辅助系统，可以预测CBD取石的技术难度得分。在此，前瞻性地收集了与内镜取石技术难度密切相关的额外综合临床指标。为了进一步验证计算机辅助设计系统的可行性，调查了技术难度得分与临床指标之间的关系。

纳入所有符合纳入标准的患者。根据胆管造影图像，CAD系统分析取石难度水平，并将其分为“困难”和“容易”组。随后，比较两组之间临床结局的差异，包括取石次数、取石时间、总手术时间和结石清除率。

开发和更新了一个由三个模块组成的CAD系统。模块1负责结石、CBD、十二指肠镜的分割，并为后续测量模块提供基础。模块2接收来自模块1的像素级分割结果，测量结石尺寸、结石数量、远端CBD直径、远端CBD臂、远端CBD角度和十二指肠镜直径，远端CBD角度定义为沿CBD病程从壶腹口开始的第一个角度，远端CBD臂定义为远端CBD角度点与壶腹口之间的长度（以毫米为单位），十二指肠镜直径（11.3 mm）作为将参数单位从像素转换为毫米的标尺（图1）。模块3接收来自模块2的测量结果，并根据ERCP取石的技术难度分级量表将其分配给技术难度分数（图2）。

图1. 简单组（a、b）和困难组（c、d）组的典型胆管造影。根据与胆总管（CBD）解剖和结石特征相关的5个因素来评估技术难度。 1.石头的大小-最大的石头的大小。 2.十二指肠镜的直径-胆管造影上的十二指肠镜的范围大小。 3.远端CBD直径-远端CBD被定义为距离大壶腹开口1cm的近端部分。 4.远端CBD角度-沿CBD过程从壶腹孔开始的第一个角度。 5.远端CBD臂-壶腹孔与远端CBD成角的角点之间的长度。

图2. ERCP取石技术难度分级量表。

每位患者都接受了常规的ERCP检查。在造影剂注射之前，助手确保导管或括约肌切口中的空气被排出，并常规吸入胆汁以减压。在成功插管后，括约肌切开术前尽快进行对比注射，以最大限度地降低空气和结石与混淆的风险。在ERCP期间，当造影剂充满整个胆管时，内镜师将放射科视频冻结；此后，CAD系统在不干扰正常ERCP视频的情况下，在附加屏幕上自动生成技术难度分数和视觉标签。内镜师自行决定选择任何适合评分的胆管造影。取石后，注射对比剂，并将充气的球囊导管沿CBD撤回到十二指肠，以确认结石清除。根据计算机辅助设计系统，ERCP程序被分为“困难”和“简单”组。

主要结局是取石的次数，次要结局包括总手术时间（即总ERCP持续时间）、取石时间（即从第一次尝试取石到最终取石的时间）、单次取石率、总取石率和术后不良事件。

来自三家医院的173例CBD结石患者被纳入研究。与CAD分为容易组相比，CAD分为困难组的取石尝试次数更多（7.20比4.20，P<0.001），机器碎石次数更多（30.4%比7.1%，P<0.001），取石时间更长（16.59比7.69分钟，P<0.001），单次取石率较低（73.9%比94.5%，P<0.001），总取石率较低（89.1%比97.6%，P=0.019）。

在2020年9月1日至2021年6月15日期间，共从三家医院招募了231名CBD结石患者。其中，173人符合纳入标准。共有58名患者被排除在外，原因如（图3）所示。患者队列的特征如（表1）所示。总共有46名评分为0或1的患者被计算机辅助设计系统归类为困难组，127名评分为2或以上的患者被归类为容易组。图1显示了两组的四个典型图像。

图3. 研究流程图。

表1. 患者队列的特征

与简单组相比，困难组需要多尝试三次（95 %CI 1.58-4.40; P < 0.001）和更频繁的机器碎石（30.4 % vs. 7.1 %; P < 0.001）才能清除结石。困难组和简单组的单次结石清除率分别为73.9%和94.5%，总结石清除率分别为89.1%和97.6%。结石清除失败的病例主要是由于结石尺寸较大和远端 CBD 臂较短所致。有四名患者因结石充满 CBD 而无法清除结石。另有两例患者因年老无法忍受长时间麻醉而放弃取石。困难组的取石时间（16.59vs.7.69 min；P<0.001）和总手术时间（29.26 vs.22.71 min；P=0.003）分别显著高于容易组。（表2）总结了两组临床特征的统计比较。

表2. 计算机辅助系统分类困难组与容易组临床指标的差异。

需要较长的取石时间才能去除困难结石，如（表3）所示，在较长的取石时间组中检测到较大和多个结石的频率较高。

表3. 长提取时间组和短提取时间组技术难度因素的比较

CAD系统有效地评估和分类了ERCP中内镜取石的技术难度程度。此外，它自动提供CBD和结石的定量评估，这反过来可以帮助内镜医生使用合适的治疗和干预方法，最大限度地降低内镜取石可能带来的风险。

在这项研究中，在三家医院前瞻性地验证了计算机辅助设计系统，并评估了ERCP取石技术难度分数与临床结局之间的关系。该系统定量测量了与技术难度相关的五个因素，然后将ERCP手术评估并分层为技术难度和容易组。与容易组不同，困难组的手术结石清除率较低，抓取尝试较多，机器碎石次数较多，取出时间较长。两组的不良事件没有统计学差异，因为只发生了三次不良事件。

CAD 系统可自动对CBD和结石进行定量评估，从而为治疗和介入技术的选择提供依据。根据ASGE和ESGE指南，结石和胆管的定量评估是ERCP的基石。ESGE 指南建议，小于6毫米的结石最适合使用取石球囊，大于10毫米的结石则更适合使用篮式导管。小于8毫米的结石无需内镜括约肌切开术即可取出。当结石大小超过15毫米时，应考虑放置支架，可能需要使用其他介入技术进行多次手术。考虑到穿孔等严重并发症，选择12至20毫米的大型球囊也是基于CBD远端的宽度。在ERCP过程中，准确评估上述参数可能非常麻烦，这会分散内镜医师的注意力，使其无法集中精力进行手术。拟议的CAD系统可满足这些需求，它能及时、定量地评估CBD的解剖结构和结石，为内镜医师的判断和经验提供支持，减轻他们在详细因素评估和其他方面的负担。

总之，该研究设计、实施并验证了基于ERCP的CAD技术难度评分系统。CAD评分系统可以有效评估和分类ERCP期间内镜取石的技术难度，并自动提供CBD和结石的定量评估。这些发现反过来又能帮助内镜医师选择最合适的手术和介入技术，以降低内镜取石术的相关风险。