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Enregistrement W4323352910 · doi:10.1093/jcag/gwac036.108

A108 AUTOMATED DETECTION OF ILEOCECAL VALVE, APPENDICEAL ORIFICE, AND POLYP DURING COLONOSCOPY USING A DEEP LEARNING MODEL

2023· article· en· W4323352910 sur OpenAlexaff
Mahsa Taghiakbari, S Hamidi Ghalehjegh, E Jehanno, T Berthier, L di Jorio, Alan Barkun, Érik Deslandres, Sioui Maldonado Bouchard, Sacha Sidani, Yoshua Bengio, Daniel von Renteln

Notice bibliographique

RevueJournal of the Canadian Association of Gastroenterology · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueColorectal Cancer Screening and Detection
Établissements canadiensMcGill UniversityUniversité de Montréal
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésColonoscopyArtificial intelligenceIleocecal valveMedicineDeep learningConvolutional neural networkComputer scienceRadiologyInternal medicineColorectal cancerCancer

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Background Identification and photo-documentation of the ileocecal valve (ICV) and appendiceal orifice (AO) confirm completeness of colonoscopy examinations. We hypothesized that an artificial intelligence (AI)-empowered solution could help us automatically differentiate anatomical landmarks such as AO and ICV from polyps and normal colon mucosa. Purpose We aimed to develop and test a deep convolutional neural network (DCNN) model that can automatically identify ICV and AO, and differentiate these landmarks from normal mucosa and colorectal polyps. Method We prospectively collected annotated full-length colonoscopy videos of 318 patients undergoing outpatient colonoscopies. We created three non-overlapping training, validation, and test datasets with 25,444 unaltered frames extracted from the colonoscopy videos showing four landmarks/image classes (AO, ICV, normal mucosa, and polyps). For each landmark, we extracted an average of 30 frames for each time of its appearance. All the extracted frames were reviewed and annotated by a team of three clinicians. Using a quality assessment tool, the clinicians examined a total of 86,754 frames (7982 AO, 8374 ICV, 32,971 polyps, and 37,427 normal mucosa) and verified whether or not the frame contained one unique landmark. For this research, all frames were extracted from the white-light colonoscopies, and all narrow-band imaging frames were excluded. A DCNN classification model was developed, validated, and tested in separate datasets of images. The primary outcome was the proportion of patients in whom the AI model could identify both ICV and AO, and differentiate them from polyps and normal mucosa, with an accuracy of detecting both AO and ICV above a threshold of 40% (representing a value in which reliable identification of the landmarks can be assumed without increasing false-positive alerts). Result(s) We trained a DCNN AI model on 21,503 unaltered frames extracted from the recorded colonoscopy videos of 272 patients, and validated and tested the model on 1,924 (25 patients) and 2,017 (21 patients) unaltered frames, respectively. We applied a transfer learning technique to fine-tune the model parameters to the endoscopic images using a cross-entropy loss function and back-propagation algorithm. After training and validation, the DCNN model could identify both AO and ICV in 18 out of 21 patients (85.71%), if accuracies were above the threshold of 40%. The accuracy of the model for differentiating AO from normal mucosa, and ICV from normal mucosa were 86.37% (95% CI 84.06% to 88.45%), and 86.44% (95% CI 84.06% to 88.59%), respectively. Furthermore, the accuracy of the model for differentiating polyps from normal mucosa was 88.57% (95% CI 86.60% to 90.33%). Conclusion(s) The model can reliably distinguish these anatomical landmarks from normal mucosa and colorectal polyps. It can be implemented into automated colonoscopy report generation, photo-documentation, and quality auditing solutions to improve colonoscopy reporting quality. Please acknowledge all funding agencies by checking the applicable boxes below Other Please indicate your source of funding; MEDTEQ Disclosure of Interest M. Taghiakbari: None Declared, S. Hamidi Ghalehjegh Employee of: Imagia Canexia Health Inc. , E. Jehanno Employee of: Imagia Canexia Health Inc. , T. Berthier Employee of: Imagia Canexia Health Inc. , L. di Jorio Employee of: Imagia Canexia Health Inc. , A. N. Barkun Grant / Research support from: co-awardee in funded research projects with Imagia Canexia Health Inc., Consultant of: Medtronic Inc. and A.I. VALI Inc, E. Deslandres: None Declared, S. Bouchard: None Declared, S. Sidani: None Declared, Y. Bengio: None Declared, D. von Renteln Grant / Research support from: ERBE, Ventage, Pendopharm, and Pentax, Consultant of: Boston Scientific and Pendopharm

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,020
Score d'incertitude au seuil0,040

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,250
Écart entre enseignants0,240 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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