Predicción de presencia de pólipo intestinal analizando video de colonoscopio

El cáncer de colon es el tercer tipo de cáncer en Chile con 5.900 casos nuevos detectados cada año. Para evitar las muertes por cáncer de colon, las personas tienen que realizarse una colonoscopía cada 5 años como screening después de los 50 años.

Los gastroenterólogos endoscopistas tienen un ojo muy entrenado para identificar pólipos (pequeños bultos en el intestino que eventualmente pueden devenir en cáncer). Cuando identifican un pólipo, suelen removerlo y enviarlo a analizar a Anatomía Patológica.

¿Cuál es el problema? Que hasta el ojo mejor entrenado falla en la detección de algunos de estos pólipos, principalmente los sésiles (son planos y sobresalen poco).

Investigadores de Japón tuvieron una idea. Entrenar a un algoritmo con los videos de varios pacientes para que el computador aprenda a predecir cuándo ve un pólipo y alerte al gastroenterólogo para que lo tenga presente.

Link al estudio:
https://doi.org/10.1053/j.gastro.2018.04.003

Utilizaron para entrenar al algoritmo 73 videos de 73 pacientes (duración total 997 minutos; 1.8 millones de frames) que tenían varios pólipos en el intestino. En total, entrenaron el algoritmo “etiquetando/marcando” 155 pólipos en los 73 videos. Armaron pequeños videos cuando se veía un pólipo, y otros pequeños videos cuando no se veía ningún pólipo (391).

Dividieron los videos en 2 grupos, uno de entrenamiento y otro de validación.

  • Set de entrenamiento: 105 pequeños videos con pólipo presente y 306 pequeños videos sin pólipos.
  • Set de validación: 50 pequeños videos con pólipo presente y 85 sin pólipos.

Resultado
El área bajo la curva AUC (Area Under the Curve) fue de 0,87 (test bueno)

Menos de 0,5: Es como lanzar una moneda.
Entre 0,5 y 0,6: Test malo.
Entre 0,6 y 0,75: Test regular.
Entre 0,75 y 0,9: Test bueno.
Entre 0.9 y 0.97: Test muy bueno.
Más de 0.97: Test excelente.

Este video muestra cómo funciona el algoritmo

Probablemente un entrenamiento con más videos tenga una mejor performance.

¿Cómo va a evolucionar la endoscopía?

Probablemente, en los próximos años, los endoscopios vendrán con software incorporado que va a ir guiando al especialista en la identificación de patologías para que este realice la acción, lo que se conoce como CAD (Computer Assisted Diagnosis). Pero la evolución de estos sistemas y de la robótica hará que en el futuro, sea un computador el que realice las endoscopías, extirpe los pólipos, suture y envíe las muestras a un sistema de anatomía patológica digital.