探索人工智能在评估胃体萎缩性胃炎患者胃肿瘤性病变风险中的潜力

Exploring the potential of artificial intelligence in assessing the risk of gastric neoplastic lesions in patients with corpus atrophic gastritis

作者信息Emanuele Dilaghi, Edoardo Cesaroni, Irene Ligato, Matteo Silvestri, Giampaolo Liuzzi, Bruno Annibale, Stefano Lucidi, Gianluca Esposito, Marco Sciandrone
PMID41123822
发布时间2026-01
DOI10.1007/s10120-025-01679-7

实验完整度

回顾性队列分析,包含临床、内镜、组织学变量,使用特征排序和机器学习模型识别关联变量,并用合成数据验证,但缺少前瞻性验证和功能实验。

主要模型

胃体萎缩性胃炎患者队列 合成数据集(CTGAN生成)

重点核对

队列纳入标准:根据组织学诊断为CAG,遵循监测计划,排除基线GNL或数据缺失者 变量数据集包含30项临床、内镜和组织学特征 模型:One-Class SVM线性核,特征选择采用Fisher评分,交叉验证采用留一法 验证:使用CTGAN生成的合成数据集进行评估 随访时间:定义诊断至最后一次随访,中位60个月

摘要

背景:胃体萎缩性胃炎(CAG)由于存在发生胃肿瘤性病变(GNL)的风险,需要进行内镜-组织学监测。本研究旨在使用基于Fisher评分的特征排序方法结合一类支持向量机(SVM)模型,识别长期随访中与GNL发生相关的变量。方法:研究考虑了来自2001年至2023年连续CAG患者(遵循监测计划)的包含30个临床、内镜和组织学变量的数据集。记录了最长可用随访时的GNL存在情况。胃活检和组织学评估遵循更新悉尼系统。采用基于Fisher评分的特征排序方法和一类SVM来选择与GNL发生相关的关键变量,并使用合成生成的数据进行验证。结果:初步考虑355例CAG患者,其中36例因基线胃镜检查存在GNL被排除,216例因数据缺失排除。最终共纳入103例患者,分为随访时无GNL的CAG患者(81例,女性72.8%,中位年龄59岁,范围26-84岁)和有GNL的患者(22例,女性68.1%,中位年龄68岁,范围35-83岁)。中位随访60个月(范围12-192个月)后,记录了13例上皮性GNL(胃腺癌或高/低级别异型增生)和9例1型胃神经内分泌肿瘤(T1gNET)。壁细胞抗体和胃蛋白酶原I<30μg/l与上皮性GNL和T1gNET相关。胃窦炎症和年龄>60岁与上皮性GNL相关,而抗甲状腺过氧化物酶抗体、吸烟和消化不良症状与T1gNET相关。低剂量阿司匹林和幽门螺杆菌根除治疗分别与上皮性GNL和T1gNET呈负相关。结论:这是第一项使用AI模型同时考虑CAG患者数据集中的临床、内镜和组织学特征的研究,显示了识别与GNL发生相关变量的潜力。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
哪些流行病学、临床、内镜和/或组织学变量与胃体萎缩性胃炎患者随时间发展出胃肿瘤性病变相关?
核心机制
壁细胞抗体和低胃蛋白酶原I水平可能反映慢性萎缩性胃炎患者中与两种病变相关的共同炎症损伤环境;年龄超过60岁和胃窦炎症与上皮性病变相关;抗甲状腺过氧化物酶抗体、吸烟和消化不良症状与T1gNET相关;低剂量阿司匹林和H. pylori根除治疗分别与上皮性GNL和T1gNET风险降低相关。
主要证据
一项包含103例CAG患者的回顾性队列研究,使用Fisher评分排序和One-Class SVM识别关联变量,模型性能通过留一法交叉验证和合成数据验证,展示了较强的判别能力。
研究意义
这是首个使用AI模型同时考虑CAG患者临床、内镜和组织学特征的研究,证明了AI辅助系统在评估CAG患者发生GNL风险方面的潜力,强调综合评估的重要性。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

患者队列构建与数据收集

构建符合条件的CAG患者队列,收集临床、内镜和组织学变量,以进行后续分析。

从2001年至2023年在罗马Sapienza大学Sant'Andrea医院诊断的CAG患者中,筛选出355例,排除基线存在GNL或数据缺失者,最终纳入103例。收集人口学、临床、实验室、内镜和组织学数据。

2

胃镜检查和活检

评估胃黏膜情况,按照标准协议进行活检,以诊断和监测肿瘤性病变。

由经验丰富的内镜医师进行胃镜检查,使用白光,自2013年起使用电子染色内镜。无可疑病变时按更新悉尼系统采集活检,有可疑病变时行靶向活检。

3

组织病理学评估

根据标准化标准诊断CAG、异型增生、胃癌和T1gNET,并进行分级。

上消化道病理专家进行组织学评估,按更新悉尼系统报告,CAG定义为胃体腺体减少或消失,可能被纤维化或假幽门/肠上皮化生替代。使用4级评分评估胃体萎缩,根据Padova国际分类和WHO诊断GNL,T1gNET定义为ECL细胞结节样增生>500 mm。

4

数据预处理与特征选择

处理缺失数据,规范变量,使用Fisher评分对特征进行排序,并选择最佳特征子集。

对连续变量使用中位数插补,离散变量使用众数插补;对没有GNL的组排除任何缺失数据。使用StandardScaler归一化数据。采用Fisher评分对29个特征进行排序,然后构建不同大小的子集,使用One-Class SVM评估其性能,最佳子集通过留一法交叉验证确定。

5

模型评估与合成数据验证

评估所选特征子集的分类性能,并用合成数据验证模型的泛化能力。

使用留一法交叉验证计算平均灵敏度和特异性;使用CTGAN生成合成数据集,评估合成数据质量,并测试One-Class SVM在合成数据上的性能。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
利多卡因喷雾----
抗嗜铬粒蛋白A抗体Dako--
抗Ki67抗体Dako--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
患者队列
纳入标准:年龄>18岁,组织学确诊CAG,活检符合更新悉尼系统,至少1次随访;排除标准:食管胃恶性肿瘤史,胃切除术,无随访胃镜
阅读提示:Methods: Study population
胃镜检查
麻醉、镇静药物及剂量(扑热息痛喷雾,咪达唑仑3-5mg);内镜技术(白光,自2013年使用电子染色内镜);活检方案(更新悉尼系统,靶向活检)
阅读提示:Methods: Endoscopic procedures
数据预处理
缺失值插补方法:连续变量用中位数,离散变量用众数,无GNL组完全排除缺失数据;归一化:StandardScaler
阅读提示:Methods: Statistical analysis, variable selection, and model validation
模型构建与验证
特征选择:Fisher评分排序,最佳子集选择标准(平均灵敏度、特异性>80%),模型:One-Class SVM线性核,交叉验证:留一法,合成数据验证:CTGAN质量评估(SVC检测、逻辑检测)
阅读提示:Methods: Statistical analysis, variable selection, and model validation; Results: Validation on synthetic data