spracticeХирургическая практикаSurgical practice (Russia)2223-2427АНО "Консорциум "Медицинская техника"spractice-607Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИВеб-ассистент поддержки решений врача-эндоскописта на основе машинного обучения: диагностика пищевода Барретта и эрозивного эзофагита по статичным изображениям.https://orcid.org/0000-0001-5653-2960АрхиповаАнна Александровна

врач-эндоскопист, доктор медицинских наук

ierusalimova@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0006-3568-0896АрхиповАнтон

программист,  исполнительный директор, управления развития технологий дивизиона «Кредитные продукты и процессы»

anton3201@icloud.comКлиника на Ленинском проспекте АО «ГК «Медси»Russian FederationПАО «Сбербанк»Russian Federation20262809202600Принято в печать607Copyright © Архипова А.А., Архипов А., 20262026Архипова А.А., Архипов А.Архипова А.А., Архипов А.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.spractice.ru/jour/article/view/607

При длительно существующем патологическом гастроэзофагеальном рефлюксе в нижней трети пищевода развивается эрозивно-язвенные и метапластические изменения. В настоящее время возрастает интерес к применению технологии машинного обучения в диагностике.

Цель исследования — разработать обучаемый веб-ассистент поддержки решений врача-эндоскописта по статичным эндоскопическим изображениям и оценить эффективность его работы.

Методы

Методы. Разработан веб-ассистент поддержки решений врача-эндоскописта, выполняющий анализ статичных эндоскопических изображений в белом свете с формированием вероятностной оценки, перечня эндоскопических критериев и тепловой карты Grad-CAM, локализующей область, определившую решение. Система реализована, как многосервисный комплекс с изоляцией модуля машинного обучения от базы данных и построена на наборе независимых бинарных детекторов, маршрутизируемых по анатомической зоне.

Результаты

Результаты. Детектор пищевода Барретта показал чувствительность 0,833 и специфичность 0,941, детектор эрозивного эзофагита достиг чувствительности 1,000 и специфичности 0,978. Распределение ошибок между двумя детекторами существенно различается. Эрозивный эзофагит отделяется от прочих состояний практически безошибочно: единственное ложное срабатывание получено на изображении с неизмененной слизистой. По пищеводу Барретта ошибок больше: два ложных срабатывания и четыре пропуска, все четыре пропуска, относятся к одному пациенту. Для надёжной верификации пищевода Барретта по статичным изображениям в исследовании необходимо увеличить количество обследуемых до 90-100, чтоб приблизить количество пациентов к классу с неизмененной слизистой оболочкой дистального отдела пищевода. Пока выборка практически не содержит редких и пограничных вариантов — короткого сегмента метаплазии (C0M1), метаплазированный цилиндрический эпителий кишечного типа на фоне выраженного воспаления, островковый тип пищевода Барретта, артефакты съёмки. Также важно использовать другое оборудование, так как программа подстраивается под характеристики конкретного эндоскопического оборудования (цветопередачу и освещение). Не представленные в обучении варианты программа будет пропускать.

Заключение

Заключение. Данные получены на выборке ограниченного объёма, в связи с чем должны рассматриваться как предварительные. Для улучшения результата верификации пищевода Барретта по статичным изображениям в исследовании необходимо увеличить количество обследуемых. Веб-ассистент может дополнить оценку врача формализованным разбором эндоскопических кадров (вероятность находки, обоснование), позволяя опираться не только на индивидуальный опыт и память о серии снимков.

машинное обучениеэзофагогастродуоденоскопияэндоскопические изображенияэрозивный эзофагитпищевод Барретта.такая поддержка отсутствуетReferencesИвашкин В.Т., Трухманов А.С., Маев И.В., Драпкина О.М., Ливзан М.А., Мартынов А.И., Лапина Т.Л., Параскевова А.В., Андреев Д.Н., Алексеева О.П., Алексеенко С.А., Барановский А.Ю., Зайратьянц О.В., Зольникова О.Ю., Дронова О.Б., Кляритская И.Л., Корочанская Н.В., Кучерявый Ю.А., Маммаев С.Н., Осипенко М.Ф., Пирогов С.С., Полуэктова Е.А., Румянцева Д.Е., Сайфутдинов Р.Г., Сторонова О.А., Успенский Ю.П., Хлынов И.Б., Цуканов В.В., Шептулин А.А. Диагностика и лечение гастроэзофагеальной рефлюксной болезни (Рекомендации Российской гастроэнтерологической ассоциации, Российского научного медицинского общества терапевтов, Российского общества профилактики неинфекционных заболеваний, Научного сообщества по изучению микробиома человека). Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2024;34(5):111–135. https://doi. org/10.22416/1382-4376-2024-34-5-111-135.[Ivashkin V.T., Trukhmanov A.S., Maev I.V., Drapkina O.M., Livzan M.A., Martynov A.I., Lapina T.L., Paraskevova A.V., Andreev D.N., Alexeeva O.P., Alekseenko S.A., Baranovsky A.Yu., Zayratyants O.V., Zolnikova O.Yu., Dronova O.B., Kliaritskaia I.L., Korochanskaya N.V., Kucheryavy Yu.A., Rumyantseva D.E., Mammaev S.N., Osipenko M.F., Pirogov S.S., Poluektova E.A., Saifutdinov R.G., Storonova O.A., Uspenskiy Yu.P., Khlynov I.B., Tsukanov V.V., Sheptulin A.A. Diagnosis and Treatment of Gastroesophageal Reflux Disease (Clinical Guidelines of the Russian Gastroenterological Association, Russian Scientific Medical Society of Internal Medicine, Russian Society for the Prevention of Noncommunicable Diseases, Scientific Сommunity for Human Microbiome Research). Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology. 2024;34(5):111–135. (In Russ.)] https://doi. org/10.22416/1382-4376-2024-34-5-111-135.Patel A, Arora GS, Roknsharifi M, Kaur P, Javed H. Artificial Intelligence in the Detection of Barrett's Esophagus: A Systematic Review. Cureus. 2023; 26;15(10):e47755. https:// doi.org/10.7759/cureus.47755Patel A, Arora GS, Roknsharifi M, Kaur P, Javed H. Artificial Intelligence in the Detection of Barrett's Esophagus: A Systematic Review. Cureus. 2023; 26;15(10):e47755. https:// doi.org/10.7759/cureus.47755Каприн А.Д., Старинский В.В., Шахзадова А.О., ред. Состояние онкологической помощи населению России в 2024 году. – Москва: МНИОИ им. П.А. Герцена – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2025. 275.[Kaprin A.D., Starinskiy V.V., Shakhzadova A.O., eds. Sostoyanie onkologicheskoy pomoshchi naseleniyu Rossii v 2024 godu [The State of Cancer Care for the Population of Russia in 2024]. Moscow: MNIOI im. P.A. Gertsena − filial FGBU «NMITs radiologii» Minzdrava Rossii; 2025:275. (In Russ.)]Dutta AK. Are we Missing Barrett's Esophagus in Our Busy Endoscopy Practice? Improving Detection.J Digest Endosc 2022;13:36–43. https://doi.org/ 10.1055/s-0041-1741465Dutta AK. Are we Missing Barrett's Esophagus in Our Busy Endoscopy Practice? Improving Detection.J Digest Endosc 2022;13:36–43. https://doi.org/ 10.1055/s-0041-1741465Singh T, Sanghi V, Thota PN. Current management of Barrett esophagus and esophageal adenocarcinoma. Cleve Clin J Med. 2019;86(11):724-732. https://doi.org/ 10.3949/ccjm.86a.18106Singh T, Sanghi V, Thota PN. Current management of Barrett esophagus and esophageal adenocarcinoma. Cleve Clin J Med. 2019;86(11):724-732. https://doi.org/ 10.3949/ccjm.86a.18106Spadaccini M, Vespa E, Chandrasekar VT, Desai M, Patel HK, Maselli R, Fugazza A, Carrara S, Anderloni A, Franchellucci G, De Marco A, Hassan C, Bhandari P, Sharma P, Repici A. Advanced imaging and artificial intelligence for Barrett's esophagus: What we should and soon will do. World J Gastroenterol. 2022 21;28(11):1113-1122. https://doi.org/doi: 10.3748/wjg.v28.i11.1113.Spadaccini M, Vespa E, Chandrasekar VT, Desai M, Patel HK, Maselli R, Fugazza A, Carrara S, Anderloni A, Franchellucci G, De Marco A, Hassan C, Bhandari P, Sharma P, Repici A. Advanced imaging and artificial intelligence for Barrett's esophagus: What we should and soon will do. World J Gastroenterol. 2022 21;28(11):1113-1122. https://doi.org/doi: 10.3748/wjg.v28.i11.1113.Longcroft-Wheaton G, Brown J, Basford P, Cowlishaw D, Higgins B, Bhandari P. Duration of acetowhitening as a novel objective tool for diagnosing high risk neoplasia in Barrett's esophagus: a prospective cohort trial. Endoscopy. 2013 Jun;45(6):426-32. https://doi.org/doi: 10.1055/s-0032-1326630.Longcroft-Wheaton G, Brown J, Basford P, Cowlishaw D, Higgins B, Bhandari P. Duration of acetowhitening as a novel objective tool for diagnosing high risk neoplasia in Barrett's esophagus: a prospective cohort trial. Endoscopy. 2013 Jun;45(6):426-32. https://doi.org/doi: 10.1055/s-0032-1326630.Lee CT, Chang CY, Lee YC, Tai CM, Wang WL, Tseng PH, Hwang JC, Hwang TZ, Wang CC, Lin JT. Narrow-band imaging with magnifying endoscopy for the screening of esophageal cancer in patients with primary head and neck cancers. Endoscopy. 2010 Aug;42(8):613-9. https://doi.org/doi: 10.1055/s-0030-1255514Lee CT, Chang CY, Lee YC, Tai CM, Wang WL, Tseng PH, Hwang JC, Hwang TZ, Wang CC, Lin JT. Narrow-band imaging with magnifying endoscopy for the screening of esophageal cancer in patients with primary head and neck cancers. Endoscopy. 2010 Aug;42(8):613-9. https://doi.org/doi: 10.1055/s-0030-1255514Patel A, Arora GS, Roknsharifi M, Kaur P, Javed H. Artificial Intelligence in the Detection of Barrett's Esophagus: A Systematic Review. Cureus. 2023 Oct 26;15(10):e47755. https://doi.org/doi: 10.7759/cureus.47755.Patel A, Arora GS, Roknsharifi M, Kaur P, Javed H. Artificial Intelligence in the Detection of Barrett's Esophagus: A Systematic Review. Cureus. 2023 Oct 26;15(10):e47755. https://doi.org/doi: 10.7759/cureus.47755.Spechler SJ, Laine L, DeVault KR, Nabulsi A, Hunt B, Katz P. Comparison of Los Angeles Grades of Erosive Esophagitis Scored by Local Investigators vs Central Adjudicators in a Clinical Trial. Clin Gastroenterol Hepatol. 2024 Dec;22(12):2526-2528.e1. https://doi.org/doi: 10.1016/j.cgh.2024.05.007.Spechler SJ, Laine L, DeVault KR, Nabulsi A, Hunt B, Katz P. Comparison of Los Angeles Grades of Erosive Esophagitis Scored by Local Investigators vs Central Adjudicators in a Clinical Trial. Clin Gastroenterol Hepatol. 2024 Dec;22(12):2526-2528.e1. https://doi.org/doi: 10.1016/j.cgh.2024.05.007.Lim CH, Lee PC, Lim E, Eng A, Chan WH, Tan HC, Ho E, Kovalik JP, Ganguly S, Tan J. Resolution of Erosive Esophagitis After Conversion from Vertical Sleeve Gastrectomy to Roux-en-Y Gastric Bypass. Obes Surg. 2020 Dec;30(12):4751-4759. https://doi.org/10.1007/s11695-020-04913-6Lim CH, Lee PC, Lim E, Eng A, Chan WH, Tan HC, Ho E, Kovalik JP, Ganguly S, Tan J. Resolution of Erosive Esophagitis After Conversion from Vertical Sleeve Gastrectomy to Roux-en-Y Gastric Bypass. Obes Surg. 2020 Dec;30(12):4751-4759. https://doi.org/10.1007/s11695-020-04913-6Gilani N, Gerkin RD, Ramirez FC, Hakim S, Randolph AC. Prevalence of Barrett's esophagus in patients with moderate to severe erosive esophagitis. World J Gastroenterol. 2008 Jun 14;14(22):3518-22. https://doi.org/doi: 10.3748/wjg.14.3518Gilani N, Gerkin RD, Ramirez FC, Hakim S, Randolph AC. Prevalence of Barrett's esophagus in patients with moderate to severe erosive esophagitis. World J Gastroenterol. 2008 Jun 14;14(22):3518-22. https://doi.org/doi: 10.3748/wjg.14.3518Годжелло Э.А., Хрусталева М.В., Булганина Наталья Анатольевна, Шатверян Д.Г., Дехтяр М.А., Федоров Д.Н., Иванова А.Г., Морозова М.М. Пищевод Барретта - предвестник неоплазии или нет? Клиническая и экспериментальная хирургия. 2017;2(16)21-28. https://doi.org/doi:10.24411/2308-1198-2017-00029[Godzhello E.A., Khrustaleva M.V., Bulganina N.A., Shatveryan D.G., Dekhtyar M.A., Fedorov D.N., Ivanova A.G., Morozova M.M. Pishchevod Barretta - predvestnik neoplazii ili net? [Barrett's esophagus - a precursor of neoplasia or not?]. Klinicheskaya i eksperimentalnaya khirurgiya [Clinical and Experimental Surgery. Petrovsky Journal]. 2017;2(16):21-28. (In Russ.)].https://doi.org/doi:10.24411/2308-1198-2017-00029

The authors declare that there are no conflicts of interest present.